关于盾构穿越铁路施工控制措施探讨

洪侨亨

摘  要：盾构穿越铁路时会产生相应的地面沉降以及盾构推力，两者的综合作用会对铁路的运行安全造成一定的影响。因此在盾构穿越铁路施工时要对相关的风险因素、技术参数等进行有效控制，防止地面沉降位移的过大，降低盾构涌水涌砂的发生，减少相关管线线路的损毁，进一步提高铁路运营的安全水平。本文以北京地铁4号线穿越京山铁路工程为例，对盾构穿越铁路的施工的控制措施开展了相应的分析与论述，希望能够给后续盾构穿越铁路施工项目的开展提供有益参考。

关键词：盾构穿越;铁路施工;控制措施

随着以地铁为代表的城市轨道交通的快速发展，盾构施工作业法在地铁建设中的使用范围也不断拓展，尤其在轨道交通盾构穿越铁路线路的施工项目不断增加的当下，如何有效控制盾构穿越地铁的施工参数，确保作业品质，最大限度的减少对铁路运营的不利影响，是该项作业需要面临和解决的首要问题。盾构穿越铁路的相关风险因素众多，只有在施工环节对各个技术参数进行合理化的设定，才能进一步确保工程品质。

一、工程概述

此次盾构穿越铁路施工控制分析以北京地铁4号线工程穿越京山铁路项目为例，京山铁路北京铁路系统中极为重要的一条轨道交通线路，自运营起，就一直处于高速运转状态。每日的车流量大，平均15～25 min/列，车辆运行速度快时速达120 km /h，在其运营之间会对整个周边地层产生相应的影响和波动。该铁路系统与其下穿盾构隧道平面相交角度为21～25°，坡度为0.683%，盾构结构的顶部距铁路轨道顶端的距离约为13～15m，期间会波及到的相关铁路影响段为63～75m。在盾构施工掘进期间，为了配合盾构施工的进程，相关铁路部门将该趟列车的通过该区域的运行时速调整为60 km/h。

二、盾构穿越铁路施工控制措施

（一）土压力设定

盾构穿越铁路施工项目的平衡土压力值的设定要依照盾构穿越段的地铁轨道工程所处的地质水文环境，以及隧道的深埋情况来综合考量的。依照土力学的理论基础，正面土压力存在相应的理论值公式：P_o=k_o（∑γ_ih_i+p′），k_o=1-sin′，其中γ_i、h_i分別代表成层土的堆积密度，以及成层土的厚度;代表h处土层的有效摩擦;p′代表地面运行在h处产生的竖向压力。通过公式计算，可得该项目在的切口平衡压力为P =0.10～0.13 MPa。当然在实际的盾构掘进过程中土压的控制还需要依照现实情况的不同进行差异性的调整。

（二）掘进速度

盾构穿越铁路施工项目的掘进速度要依照施工场地的地质水文条件、工期的精度要求，以及同类型工程的施工经验来进行综合的确定。出于安全性和效率性的双重考虑，该项目的盾构穿越速度初定为6～8m/d，稍缓于一般性的掘进速度，速度减缓可以有效降低盾构掘进对周围土体的不利干扰，有效降低地铁轨道地基的变形、沉降。

（三）排土量

合理的排土量是确保盾构穿越铁路施工处于有效的土压平衡状态的关键一环。通常盾构掘进的排土率理论公式为K=Q_S/Q₀表示。Q_S代表理论上由螺旋输送机的排土量，Q₀代表理论上的出渣量。从理论上说，只有当K的取值为1，或者无限接近于1时，此时的排土量较为均衡，并且渣土能够处于良好的塑流状态，密闭性较好。

（四）力及注浆量

注浆量应该控制在理论空隙量的150～200%，灌浆要较为丰盈、充实，盾构掘进中每环的注浆量V应该控制在2.66～3.55m³之间为宜，同时还可以根据实际的盾构决定情况以及地面沉降幅度开展二次补浆，以此来提升整体的注浆效果。在注浆的过程中会施以相应的外力，其目的是为了让浆液更好的渗透、填充进缝隙中，一般来说，注入压力应该高于底层土压力的0.1～0.2MPa，同时为了更好的确保盾构隧道的稳定性，压力值不宜设置过高，此次项目的注浆压力初步设定为0.25MPa。二次补浆时的注浆压力还需要在该压力值的基础上增加0.01～0.03MPa，只有这样才能确保补浆效果。

结语

综上所述，不难看出，随着我国轨道交通系统的快速发展，轨道交通盾构穿越地铁施工的项目也不断增多。盾构穿越铁路施工本身具有一定的难度，在开展该项作业之前，要对相应的风险因素进行有效分析与预判，做好相应的准备工作，开展相应的现场勘察，为后续施工作业的开展提供客观、真实的数据参考。在具体实施环节，要结合项目的特点、实际，对盾构穿越铁路施工的各项参数予以科学分析、合理的明确，确保各项施工工序的有效开展，进一步提高盾构穿越铁路施工的质量水平，给人们提供更加健全完善、安全高效的轨道交通服务。

参考文献

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