黄土地区暗挖隧道下穿国铁线路的施工技术

1  暗挖隧道施工控制与防护

1.1  暗挖隧道施工控制

1）隧道施工准备措施

暗挖隧道下穿铁路线路施工难度大、要求高，需提前做好相关调查、协商工作，具体措施如下：对下穿段铁路路基进行结构调查、排查，评估既有铁路健康状态；当与铁路运输单位、铁路管养单位做好协调工作，构建统一的协调管理与应急机制，落实各项安全防护措施；科学编制完善的施工组织设计与施工方案、应急预案等，并报相关主管部门评审批复。

2）隧道施工控制措施

围岩稳定性控制  暗挖隧道下穿铁路线路施工时，需重视超前预报工作，全面掌握掌子面前方围岩情况；按设计要求施作管棚、超前小导管等预支护工作，保证掌子面安全；严格控制开挖进尺，及时施作钢拱架、锚杆等，喷早强混凝土，实现快速封闭成环，保证围岩安全；地下水控制  根据隧道情况合理选择堵水措施，如：注浆施工等；落实地表排查，设排水沟，减少铁路范围下渗水量；信息化施工控制  严格遵循“动态设计、信息化施工”原则，落实监控量测工作，建议将围岩变形量量测、钢架内外力量测纳入必测项目，严格控制沉降，保证开挖施工安全、铁路运营稳定。

1.2  铁路防护安全措施

1）线路防护方案  根据沉降控制标准等制定线路安全控制方案，根据沉降趋势合理采用洞内主动支护措施、天窗时间整道措施、路基边坡预加固措施等，切实保证既有线运营安全。

2）架设军便梁措施  根据暗挖隧道下穿铁路线路作业情况，可在轨道下方架设军便梁，切实减小列车运行对隧道开挖的影响。

3）限速措施  根据工程实际施工情况，合理对铁路列车进行限速，减少施工安全风险。

2  实例探析黄土地区暗挖隧道下穿国铁线路施工技术

2.1  项目背景

解放桥站~建设街站区间暗挖段西起解放桥站，下穿国铁、轻轨3号线、西解放立交桥，沿解放大路东至区间竖井。区间暗挖段线路右线（左线）起终里程K29+15.743（K29+15.745）~K29+96.945（K29+94.453），区间暗挖段右线长81.202m，左线长78.708m，其中在区间里程K29+24.072~K29+57.379下穿国铁和轻轨3号线（下穿长度33.352m）（见图1）。

图1 解放桥站~建设街站区间暗挖段下穿铁路和轻轨平面

2.2  周边环境

在左线区间里程K29+19.072~K29+63.072段（长44.000m）、右线区间里程K29+18.548~K29+62.548段（长44.000m）下穿既有国铁以及轻轨3号线，暗挖隧道拱顶与道床顶面距离为15.5~16.5m。

2.3  暗挖隧道下穿国铁线路施工方案

区间暗挖隧道标准断面形式采用马蹄形，横断面开挖尺寸为：6300×6600mm；超前支护采用采用双排小导管对拱顶150°范围进行超前支护；初期支护采用C20早强网喷混凝土＋钢筋格栅，格栅间距0.5m；背后回填采用水泥浆液或水泥砂浆注浆。区间下穿国铁段及轻轨3号线的保护区段采用全断面深孔注浆止水加固，注浆范围为开挖轮廓线外2.0m范围内的第四系地层中进行。

2.4  暗挖隧道下穿国铁线路施工技术措施

区间采用上下台阶法开挖，在距离分界里程（左线K29+63.072、右线K29+62.548）5m的位置开始进行深孔注浆止水加固，左右线加固长度各44m。根据隧道中线、高程，确定隧道开挖轮廓线。隧道开挖前先沿拱部开挖轮廓线打入双排超前小导管，进行超前注浆加固。待超前注浆加固强度达到设计要求后，开挖上部台阶，预留核心土，架设格栅钢架及打设边墙锚管，预埋初支背后注浆管，埋设监测点，复喷混凝土至设计厚度。进行下台阶初期支护施工，使断面初支封闭成环，上下台阶间距控制在2.5~3.5m。两条隧道分先后顺序开挖，左右线纵向错开15m。

项目采用二重管注浆工艺进行全断面深孔注浆，每一循环注浆长度为13m，开挖10m，保留3m止浆岩盘，第一环设60cm混凝土止浆墙，其他循环必要时考虑设置混凝土止浆墙。钻孔和注浆顺序由内向外采后退式注浆，同一圈孔间隔施工。

解建区间暗挖段暗挖选用双排超前小导管（拱部150°范围内），外排采用Φ32mm×3.25@300mm小导管超前支护并预注浆加固地层，外插角20°~25°，小导管长L=2.5m，每两榀打设一环。内排采用Φ32mm×3.25@300mm小导管超前支护并预注浆加固地层，外插角10°~15°，小导管长L=1.8m，每榀打设一环。

2.5  暗挖隧道下穿国铁线路施工测量与监控量测

2.5.1  监测范围及对象

根据《解放桥站~建设街站区间风险工程专项设计图》和《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB 50911-2013）要求，对下穿段进行影响分区划分，主要影响区为隧道中心线外侧17m范围内，次要影响区为隧道外侧17~45m范围内。

2.5.2  监测项目

本项目检测项目如表1所示。

表1 监测项目表

监测对象 监测项目 监测仪器及精度 监测点 测点布置

铁路轨道 轨道沉降/位移 徕卡TS30测量机器人

（0.5″，±1mm+1ppm） 徕卡360°棱镜

徕卡小棱镜 主要影响区内间距10m，

次要影响区内间距15m；

矿山法正上方需设一处

铁路路基 路基沉降/位移

铁路接触网杆 接触网基础沉降 徕卡TS30测量机器人

（0.5″，±1mm+1ppm） 徕卡360°棱镜

徕卡小棱镜 次要影响区涵盖范围内的所有接触网杆

接触网杆倾斜

暗挖隧道 拱顶沉降 徕卡DNA03电子水准仪

（±0.3mm/km） 挂钩 监测断面间距5m，对应

轨道位置必须设置监测断面

净空收敛 JSS30A数显收敛仪

（±0.1mm） 挂钩

2.5.3  监测控制值、预警等级、预警标准

本工程按照设计给定的监测控制标准执行，具体指标如表2所示。

表2 铁路监测控制标准表

风险源 监测项目 预警值 报警值 控制值

轨行区 轨道沉降（mm） 3.5 4.0 5.0

路基沉降（mm） 7.0 8.0 10.0

路基沉降单日平均（最大）沉降（mm/d） 1.0（2.0）

轨道沉降单日平均（最大）沉降（mm/d） 0.5（1.0）

接触网基础沉降（mm） 3.5 4.0 5.0

接触网杆倾斜（‰） 0.7 0.8 1.0

隧道初支结构 拱顶下沉（mm） 7 8 10

净空收敛（mm） 7 8 10

3  结语

综上所述，隧道下穿既有铁路线路施工风险大、要求高，必须严格根据工程实际情况合理选择暗挖施工方法，积极落实超前支护、深孔注浆地层预加固以及线上轨道防护等措施，贯彻量测监控工作，切实将地层沉降量控制在标准要求内，保证隧道施工与既有线路线路运营安全。

本文来源：《城市住宅》：https://www.zzqklm.com/w/kj/12544.html