２ ０ １ ０年５月 第３６卷第１４期 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨｎ．Ｅ 兀瓜Ｅ Ｖｌ０１．３６Ｎｏ．１４ Ｍａｙ． ２０１０ 文章编号：１００９—６８２５（２０１０）１４．０２９２—０２ 地铁盾构下穿既有铁路可行性分析及应对措施 桑中顺 摘要：对某地铁盾构区间穿越既有铁路股道工程的可行性进行了分析，采用理论公式及数值模拟对盾构与铁路的相互 影响进行研究，并给出了具体的应对措施，对区间的后续施工具有指导作用。 关键词：地铁，盾构，铁路 中图分类号：Ｕ４５５．４ 文献标识码：Ａ 在地铁建设过程中，盾构法以其独有的优点，在施工方法中 粉质黏土，③３粉土夹粉质黏土，⑥１．ｉ粉质黏土，⑥ｌ黏土，⑥２．１粉质 所占的比例越来越大。但盾构施工面临着越来越复杂的周边环 黏土夹粉土，⑥２粉质黏土。盾构穿越段主要位于⑥１黏土，⑥ １粉 境和施工条件，施工过程中穿越障碍物或近距离通过既有建（构） 质黏土夹粉土。 筑物的情况越来越多。下面针对某地铁区间穿越既有铁路股道 ２轨道交通区间盾构施工对既有铁路影响分析 的可行性进行分析，并给出具体的应对措施，对区间的后续施工 对于盾构隧道施工引起地面沉降预测，派克（Ｐｅｅｋ，１９６９年） 具有借鉴意义。 提出了地层损失的概念和估算方法。此后经过大量工程实践及 修正完善，该方法成为最常用的估算盾构正常施工引起地面沉降 １工程概况 盾 某地铁盾构区间长８９５ｍ，外径６２００ Ｄ＇ＩＩＴＩ，内径５ ５００ＩｎｌＴｌ，垂 的方法。该方法认为在不考虑土体排水固结与蠕变的条件下，具体地面沉降关系如下： 直正穿既有铁路，采用土压平衡盾构施工。线路线间距１６ ｍ～ 构推进后地面横向沉降基本为似正态曲线，１５ ｍ（下穿铁路段线间距为１６ ｍ），线路采用５．０％０单面坡，轨面 ＝ ｅ（－ 标高埋深约２１ ｍ，隧道结构顶与铁路站场地面垂直距离约１６ ｍ。 其中， 为地面到盾构中心处埋深为ｚ的断面上，距离隧道 既有铁路为Ｉ级国铁线路，双线正线，有碴轨道，速度目标值 为地层损失量；ｉ为沉降槽宽度系数，是 为１６０ ｋｍ／ｈ～２００ ｋｎａＡａ（线路开行动车，最高时速２００ ｋｍ），铁路 中心线ｚ处的沉降量； 站场为４台１０线，其中到发线７条（含正线兼到发线２条），基本 土壤条件、隧道半径、隧道中心埋深的函数。站台宽１２ ｍ。 隧道穿越区域土层自上而下分别为：①１杂填土，③ 黏土，③２ ． Ｚ —．。 １—４５＂／Ｔ￣ｔａｎ（４５－） 。 事，必先利其器，没有专业的设备和仪器是做不好这项工作的。 游各２５０ ｍ内挖砂、抽河砂及施工等违章行为。桥梁各种安全设 尤其是对定期检查和特殊检查需要的设备、仪器要尽快配备，使 施齐全完善，荷载、限载标志准确明显。 检查的手段现代化，才能真正发挥其应有的作用。３）重视对桥梁 ５结语 的养护，加强道班对桥梁的养护工作。道班是最基层的养护单 交通事业的发展，对公路桥梁的养护提出了更高的要求。新 位，道班应有日常的《桥涵养护工作制度》，做到养护工作制度化， 旧桥并存、荷载标准不一的现状，短时间内不可能彻底扭转。因 并经常检查制度落实情况，道班要制定桥梁检查、经常检查表格， 此，必须加强桥梁的养护和管理，努力提高桥梁载重能力适应率， 每月检查情况建卡存档，建立一套较为规范化、标准化的桥梁养 保证桥梁安全。在桥梁改造中，旧桥加固必将发挥重要作用，要 护管理制度。４）各单位要有一名专业技术人员专抓桥梁养护管 深人开展桥梁加固的研究。桥梁养护的目的是确保桥梁构造物 理技术工作。在做好桥梁的定期检查、资料管理工作的同时，应 的安全、完整、适用与耐久，以“预护为主，防治结合”为原则，以承 切实抓好道班的经常性检查、小修养护。养护道班应有１人～２ 重部件为重点，加强全面养护。桥梁养护应认真执行规范要求， 人的兼职桥梁检查员，负责每月一次对本管养桥梁进行检查，并 采取灵活、科学的方法，认真对待桥梁养护工作，减少因养护不当 制定每月桥梁小修养护计划，每月桥梁养护按计划进行。５）汛期 而引起的桥梁损坏，为桥梁的安全使用提供有力的保证。 应加强对桥梁的检查和防护。重点对桥龄长的旧桥进行技术监 参考文献： 控，并有计划地拨专款对旧桥进行加固、维修或改造。６）加强路 ［１］ 韩玉梅．浅析公路桥梁养护对策［Ｊ］．山西建筑，２００８， 政管理和巡查，严格禁止桥下危及桥梁安全的违章建筑和桥上下 ３４（２２）：２９７—２９８． Ｏｎ ｔｈｅ ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ ｅｘｉｓｔｅｄ ｉｎ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅｓ ａｎｄ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｈｅｒｅｏｆ ＳＯＮＧ Ａｎ－ｈｏｎｇ Ａｈｓｔｒ￣ｔ：Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｂｙ ｄａｍａｇｅｄ ｂｒｉｄｇｅｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ｂｒｉｇｅｄｓ ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｓｆｅｏｒｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｂｒｉｇｅｄｓ ａｒｅｄａｂｏｒａｔｅｄ ａｓｗｅｌｌ ａｓ ｓｅｖｅｒａｌ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔＯ ｉｎｓｔｒｕｅｔ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｗｏｒｋ ｏｆ ｂｒｉｇｅ ｄｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｂｒｉｇｅ ｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｇｅ，ｍａｉｄｎｔｅｎａｎｃｅ，ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ，ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ 收稿日期：２０１０—０１—１９ 作者简介：桑中顺（１９８２一），男，助理工程师，中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉４３００６３ 嵩年１５４膂 ： 桑中顺：地铁盾构下穿既有铁路可行性分析及应对措施 ＯＯ ＯＯＯＯ０００ＯＯｌ ・２９３・ 对Ｐｅｃｋ公式求导可得沉降曲线的最大斜率（发生在ｚ＝ｉ处）： 部弯矩的传递，结构整体补强效果，进行错缝拼装弯矩重分配。计算采用的参数为：刚度有效率叩＝０．８；弯矩增大系数 ＝０．３。 — 一ｓ一。 ２１Ｏ１２３４５６７８９０ 将列车荷载、路面土体荷载施加于原状土上，３５０ ｎ－ｉｆｎ厚，１＿２ ｍ 如设定地层的极限剪应变 与 相等，则： ＝ ＝叩＝ ｓ一。 宽管片最大弯矩为２９３．２ ｋＮ・ｍ，最大轴力为９４７．７ ｋＮ，最大剪力 为１５３ ｋＮ，最大变形为１０．５７ ｍｍ，可看出，既有铁路对后期盾构 施工的安全性及盾构施工质量影响较小。计算结果见图３，图４。 Ｉｓ～］＝ ｉ［ｒ Ｊ。 其中，［ｚ．］为地层抗剪强度；Ｇ为地层剪切模量。 上式即为从隧道施工本身的安全稳定性推求的地面沉降最 大容许值。 ９４８ ３７２ —８６１ ８８５ 。 一Ｆｌ５ ３９９ —６８８．９１２ —６Ｏ２．４２５ ９０５ １２９ —８１８ ６４２ —７３２ １５５ —６４５ ６６８ —５５９ １８１ 图４ 衬砌结构计算轴力图（单位：ｋＮ） ４研究结论 １）结合盾构施工经验，在穿越既有铁路时，列车限速：地面列 车减速行驶；２）根据前期盾构掘进参数控制与地层位移关系，确 定合理的土压力值、排土率及掘进速度等；３）穿越前应对盾构机 械进行检修，避免中间停机、漏浆或注浆系统堵管等情况发生，保 证盾构能够连续匀速推进；４）严格控制掘进速度和同步注浆量， 避免因盾尾空隙未能及时充填而产生下沉；５）及时进行二次注 浆，控制后期沉降；６）在轨道交通施工前对穿越段铁路采取扣轨 措施，施工过程中采用调整轨道扣件的办法及时调整轨道高程， 以满足铁路线路的标准；７）加强沉降监测，应对轨道进行穿越施 工全过程监测，其中对轨道沉降、轨道横向差异沉降、轨距变化和 删 遨 蛙 道床纵向沉降等内容应进行２４ ｈ的远程实时监测；根据监测结 果，及时优化调整掘进施工参数，做到信息化动态施工管理。采 用高精度的连通管自动监测的方法，对轨道作加密监测，盾构通 过期间，定期提供监测数据，并及时反馈。 图２ 双线盾构隧道施工开挖纵向沉降曲线 ＮＵＤＡＬ ５￣－Ｕ／Ｋ／ｑ —ＳⅡ ＝１ 参考文献： ［１］ 周文波．盾构法隧道施工技术及应用［Ｍ］．北京：建筑工业 出版社。２００４． ， 一 ． 、 、￣Ｕ ３＝２１：１ ，／／ 一／ ｖ ＼ ＵＹ（肌） ＝一００５ ３４６ ｆ １ ＼ 、 ｚ ｆ／ ［２］张凤祥．盾构隧道［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００４． ［３］刘英城．盾构机穿越高速铁路的施工［Ｊ］．隧道建设，２００６， ２６（２）：４７—４９，８４． ｓ ００５ ２２４ ／ 、ｔ 竺＝ 夕 ［４］叶耀东，王如路，张柏平，等．盾构穿越运营地铁隧道施工技 。 ００５ ２２４ ｏｏ ＝－＿－！－ 嚣＿ 黼 广● —００１ ８２２ ５２７Ｅ一０３ ００２ ８７５ 术［Ｊ］．现代隧道技术，２００４（ｓｕｐ）：４９４—４９６． ００４１７１ ［５］王海平，范新健，张庆贺，等．盾构穿越铁路股道的施工风险 分析［Ｊ］．低温建筑技术，２００８（６）：７７—７９． 图３ 衬砌结构计算变形图（单位：ｍｍ） ３既有铁路工程对轨道交通区间盾构施工的影响分析 盾构隧道内径采用５ ５００ ｍｍ，管片厚度为３５０ ｌＴ１ｍ，管片宽度 １ ２００ ｍｍ，采用修正惯用计算法进行结构计算。 结构按匀质圆环考虑。由于纵缝接头、螺栓孔的存在，导致 ［６］ 鲍永亮，郑七振，唐建忠．盾构隧道穿越既有建筑物施工技 术［Ｊ］．铁道建筑，２００９（４）：５２—５５． ［７］李林．盾构隧道下穿既有铁路信息化施工技术研究［Ｄ］． 成都：西南交通大学，２００６． 整体抗弯刚度降低，计算时取圆环抗弯刚度为１７（日）（叩为抗弯 ［８］丁智．盾构隧道施工与邻近建筑物相互影响研究［Ｄ］．杭 刚性的有效率，叩≤１，一般取０．６～０．８），考虑错缝拼装管片接头 州：浙江大学，２００７． Ｏｎ ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｕｂｗａｙ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｒａｉｌｗａｙｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｍｅａｓｕｒｅｓ ＳＡＮＧ Ｚｈｏｎｇ－ｓｈｕｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｒａｃｋ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｒａｉｌｗａｙ ｏｆ ｓｈｉｅｌｄ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｍｅ ｓｕｂｗａｙ，ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｔｈｅ ｍｕｔｕａｌ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｉｅｌｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｉｌｗａｙ ｂｙ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｆｏｒｍｕｌａ ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｍｅ，ｉＮｕｒｅｓ，ｓｏ ａｓ ｔｏ ｄｉｒｅｃｔ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｗａｙ，ｓｈｉｅｌｄ，ｒａｉｌｗａｙ
