盾构下穿火车站场段施工控制技术研究

孙淑兰

摘 要：本文以盾构区间下穿火车站战场股道工程案例为研究背景，针对场区地质条件、环境风险源进行分析，总结国内目前普遍采用的铁路线路沉降控制标准，并根据工程特点提出本工程控制值，并通过数值分析计算验证盾构区间下穿火车站股道特点，提出施工部署，重点对试验段掘进、二次注浆、扣轨施工提出技术措施，最后总结沉降监测数据验证施工的可行性，为类似工程提供借鉴。

关键词：盾构;下穿;火车站;扣轨

1 下穿施工工程

随着城市交通互通理念发展，地铁与铁路枢纽衔接工程越来越多，而出现了区间下穿既有铁路站场、铁路线的情况，对于路基变形敏感的铁路线而言，如何有效控制路基变形，是影响下穿工程施工进度、成本的关键。本文以某工程案例为研究背景，深入讨论盾构下穿火车站场段施工控制技术。

2 风险源及变形控制标准

2.1 相关控制标准

根据相关工程案例，既有铁路控制指标主要包括路基沉降、位移平均速率、位移最大速率、轨道几何尺寸容许偏差及轨道坡度允许控制值。

（1）普速铁路。根据《铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB10413-2018）、《铁路路基设计规范》（TB10001-2016）、《普速铁路线路修理规则》相关要求，结合既有设计施工经验，采用经常保养（舒适度Ⅱ级）进行控制，控制指标见表1。

（2）高速铁路。根据《高速铁路有砟轨道线路维修规则》（试行）等相关要求，结合既有设计施工经验，采用经常保养（舒适度Ⅱ级）进行控制，控制指标见表2。

（3）控制值确定。参考以往工程经验，本穿越区间控制值为：对于高架候车厅桩基先行隧道施工过程中相关控制值按最终控制值的70%进行控制;对于火车站主站房先行隧道施工过程中相关控制值按最终控制值的70%进行控制;对于过线天桥、旅客出站地道先行隧道施工过程中相关控制值按最终控制值的60%进行控制，站场股道先行隧道施工过程中相关控制值按最终控制值的70%进行控制;接触网线杆先行隧道施工过程中相关控制值按最终控制值的60%进行控制。

3 施工总体部署

3.1 设置试验段

在推进试验段内，盾构按过铁路节点相关设计参数及措施进行盾构推进模拟，监测单位在该阶段介入并加强监测，采用信息化手段指导，根据监测数据，调整优化相关盾构推进参数指标，指导后续盾构下穿既有线工程施工。

3.2 铁路路基的沉降或隆起的控制

①在下穿前，对该段落铁路采用“3-7-3”扣轨方式进行加固。

②铁路公务部门利用维修天窗点上道对道床及轨道几何形态、尺寸进行检测，并根据检测结果及时整修。

③通过穿越轨道前100 m试验段，确定合理的土压力设定值、排土率及掘进速度等。

④加强同步注浆及二次注浆管理。

⑤根据监测情况，适时启用深层注浆。

⑥对施工监控测量数据，应及时、认真地进行分析、处理，并需书面通知有关各方。

3.3 盾构下穿影响范围及限速范围、限速时间

限速范围：火车站站场段，盾构施工过程中限速 45 km/h。

4 主要保护措施

4.1 洞内管片背后二次加强注浆

盾构穿越地段，进行二次注浆（采用16孔特殊管片，每片管片有1个吊装孔兼注浆孔及2个注浆孔），以减少后期沉降。

4.1.1 注浆材料配合比

加固区域的地质条件中以砾砂为主，按设计要求以采用AC浆液（水泥+水玻璃+填加剂）为主，辅以溶液型AB浆;当加固土体区域有明流水时则通过调整填加剂缩短浆液凝固时间达到注浆区域内沥干和挤出水分。

4.2 “3-7-3”扣轨加固施工方法

在扣轨加固前将所使用的材料存放于不影响行车的位置，扣轨施工设置安全防护和驻站员等密切与铁路运输管理部门对接，确保行车及施工安全。

穿越火车站站场铁路正线、到发线路基段采用“3-7-3”扣轨方式进行加固，纵剖面图见图1，加固范围为盾构中线两侧各25 m的铁路。

为确保穿越铁路施工过程中能够及时调整道床轨道高程及几何形态，以满足铁路运行线路标准，并且加大铁路运行安全储备，采用限速运行45 km/h条件下，工务部门利用维修天窗点上道对道床及轨道几何形态、尺寸等进行检测，并根据检测结果及监测数据对线路进行抬道补砟整修。当实时监测数据达到报警值时，应及时对线路采取抬道补砟整修的措施。

4.3 桩基预埋注浆管

为防止桩基沉降导致候车厅结构开裂破坏，在盾构通过前，在区间下穿影响范围内的候车厅桩基承台周围预埋可多次注浆的注浆管。注浆管采用直径52 mm的袖阀管。

盾构穿越高架候车厅时根据监控量测的结果，当桩基变形达到报警值的50%时，立即对桩基承台底部一定范围内土体进行跟踪注浆。注浆范围可根据监测情况适当调整。

5 总结

通过设置自动化监测设备对盾构下穿期间场站路基地表沉降测点进行监测，至盾构穿越后测点差异沉降量均处于黄色预警范围以内，路基差异沉降量满足规范及预警值要求。监测数据验证本工程采用的施工技术达到预期效果，盾构下穿火车站未引起明显影响，相关技术可行。

参考文献：

[1]刘建国，徐添华，宋程鹏.滨海软土层新建地铁盾构隧道近距离上跨既有地铁隧道修建技术[J].现代隧道技术，2019，56（4）：160-167.

[2]国家铁路局.TB10413-2018铁路轨道工程施工質量验收标准[S].2018.