盾构穿越既有铁路施工技术探讨

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1、盾构穿越既有铁路施工技术探讨中铁八局集团第二工程有限公司摘要：为了全面分析盾构穿越既有铁路施工技术，木文提出了先对穿越铁路的工况釆用有限元模型进行模拟分析；正确地选用各种地基加固方法；控制盾构推进轴线偏差不超出允许范围及尽量减少地层变形的影响涉及的各种参数;加泥盾构工法；建立严密的监测系统等技术，希望木文能够为盾构隧道穿越既有铁路施工提供技术上和理论上的支持，为同类工程提供参考价值。关键词：盾构；穿越；既有铁路；施工技术1引言目前，国家加大了城市轨道交通的投资力度，在国内各大城市开始了前所未有的城市轨道建设规划布局，签于此，盾构隧道穿越既有铁路线的现象与曰俱增、而且从城市土地面积的局限，

2、轨道交通向下发展的趋势愈加明晰。另外，火车提速已成为轨道交通发展中重要任务之一，而火车高速度的运行对铁路轨道的冲击力越来越大，而穿越地层的地质状况较复杂，盾构施工容易引起地面沉降和变形，当地表沉降过大时可能危及周围建筑物和地下管线等构筑物的安全，如果对盾构隧道穿越既有铁路的技术问题不加以重视，对人们的生命财产以及国家利益都会带来严重损失。因此，盾构穿越既有铁路的施工技术是值得研宄的重要课题。盾构隧道施工对既有铁路产生的影响，实质上是隧道施工引起的地层位移问题。盾构机掘进过程中地基变位的性状，因地基条件、盾构机型式、掘进和壁后注浆的施工方法、施工管理以及其他施工条件而异，其机理非常复杂，能

3、考虑所有这些影响因素的分析方法目前尚未建立，可以说现在所提出的各种分析方法，都是对应于某一条件下施工实际的方法，尽管有的文献给出了综合分析，但是缺乏全面性。国内外专家学者对沉降控制的研究和分析的研究成果较多［1-8］。木文基于相关文献，对盾构隧道穿越既有铁路施工技术给出综合性分析，希望为同类工程建设提供参考价值。2盾构穿越铁路风险分析对盾构穿越铁路的风险分析是非常重要的一个步骤，可以根据以往经验,先对穿越铁路的工况采用有限元模型进行模拟分析，为制定穿越铁路方案提供理论支持。奋限元模型尺寸可以根据经验来确定，然后进行优化以形成奋限元网格。对于该网格可以进行模拟土体开挖，还可以利用ADINA

4、软件中单元生死的技术来模拟隧道开挖过程。正如文献［9］指出的是，单元死掉是刚度消失的过程，ADINA的单元死掉可以让其刚度在一段吋间内变化，最终为零，这可以用于模拟施工过程的吋间效应，从而实现控制应力释放率的人小［9】。3地基加固技术盾构施工引起地表沉降和结构物变形是不可避免的。针对这一问题，现在工程技术人员在长期的施工实践中找到了很多对策，以冇效地控制沉降范围和沉降量，保证各类建筑物的安全。除了在施工前合理选用盾构类型和在施工中精心操作，使盾构处于最佳状态外，地基加固是保护地下管线和地面建筑物的一种最为有效的措施。由于地面沉降产生的主要原因是土体损失，因此，要控制地面沉降量及其影响范围

5、就要使土体损失降至最低。正确地选用各种地基加固方法，就能使地层蠕动趋势减少，颗粒土被粘结，孔隙被填充，土体稳定程度增强，从而达到减小地面沉降的目的［10-11］。地基加固常用方法选择。0前常用的一些保护建筑物方法有基础托换法、承压板法、地层加固法、截止墙法等。针对施工中具体情况可以进行选择。基础托换法适用于对于防止建筑物变形最为有效，但工程规模较人。承压板法适用于规模较大、精度要求高的建筑物不宜采用；但对于中小型建筑物而言，由于其造价低、工期短，故较为常用。地层加固法简单易行，关键技术是根据地基条件选用适宜的浆液和注入工法。施工吋注入压力不能过高，随吋监测注入压力和构造物的变位状况。截止

6、墙法常用来防护允许变形量小的构造物。由于隔墙本身也是临近施工，在构筑隔墙吋，也要考虑施工对构造物的影响4掘进参数的优化技术最佳盾构推进是指盾构推进中对周围地层及地面的影响最小，表现在地层的下降小、受到扰动小、超孔隙水压小、地面隆沉小以及盾尾脱开后的实沉幅度小，这些理想指标也是盾构施工中控制地面沉降、保护环境的首要条件和治本办法。盾构掘进主要由十个参数控制，即前仓压力、千斤顶顶力及分布、推进速度、盾构坡度、纠偏方向与纠偏量、浆液配式、数量、压力等。4.1掘进速度掘进速度参量的选取应掌握使土体尽量的切削而不是挤压。过量的挤压，势必产生前仓内外压差，增加对地层的扰动。当在无结构物下面正常推进，

7、速度可控制在20〜30mm/min之间；盾构纠偏吋，应取较小速度。冋样，不同的地质条件，推进速度亦应不同。因土压平衡是依赖排土来控制的，所以，前仓的入土量必须与排土量匹配。合理设定土压力控制值的同吋应限制推进速度。4.2冋步注浆在盾构工法中注浆施工是一个必不可少的重要施工环节，把握好该环节与其它施工环节的配合是盾构施工的关键之一，也是过轨施工控制地表沉降的关键点。盾构机的注浆方式采用由地面上制浆设备把浆液压送到盾构机台车上的浆液箱内