盾构下穿陇海铁路线路加固措施

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1、盾构下穿陇海铁路线路加固措施中图分类号：U216文献标识码：A一、工程概况1、工程范围及本标段盾构区间位于西安市北郊未央路和北大街中轴线上，道路东侧，包括三个区间，即大明宫〜龙首原区间、龙首原〜安远门区间及安远门〜北大街区间的土建工程施工。整个标段起讫里程YCK8+415.89〜YCK12+136.57,线路跨度总长3720.68双延米，其中盾构隧道左线长度2958.95延米，盾构隧道右线长度3019.49延米。2、地理位置陇海铁路与区间隧道的相对位置平面图、剖面图见附图1、2o根据设计计算分折，盾构施工对铁路的影响较小，过铁路处的隧道管片结构，完全满足强度及裂缝宽度的要求。但为确保

2、盾构安全、顺利的穿越铁路，仍需采取相应技术措施。图1北北区间下穿陇海铁路平面图图2区间隧道下穿陇海铁路横断面二、盾构机施工原理简述1、土压平衡盾构机工作原理土压平衡式盾构机的基本工作原理，就是盾构机在推进掘削开挖面土体的同时，使掘削的磴土充满土仓内，并且使土仓内的確土密度尽可能与隧道开挖面上的土壤密度接近。由于在推进油缸的推力作用下，使土仓内充满的磕土具有一定的压力，土仓内的磴土压力与隧道开挖面上的水土压力实现动态平衡，隧道开挖面上的土壤就不会坍落，而且隧道结构管片在盾构机每循环推进后即行安装，推进过程中，同步注浆又及时填充了结构管片与地层间的空隙，从而同时完成掘进与隧道的主体结构又

3、不会造成开挖面与周围土体的失稳，引起地面沉降就能被减至最少。2、安全性1）盾体是用钢板焊接而成的圆型筒体，在内部焊有筋板、环板等一些加强板，具有足够的耐土压、水压的强度和刚度，抵挡周围土体压力，也可保护在盾构机内工作的人员和设备的安全。2）具有良好可靠的加泥（膨润土）、泡沫注入系统，用于开挖面、土仓及螺旋机中土体的改善。3）具有良好可靠的同步注浆注入系统，能及时充填管片与地层的间隙，减小沉降。同步注浆系统既可以采用单液浆，也可以采用双液浆。4）盾构机主机的密封装置（刀盘驱动密封及盾尾密封等）在较高水土压力状态下具有良好的密封功能。5）盾构机具备高精度的导向测量系统。配备有由美国Tri

4、mble公司生产的5603光波自动全站仪，导向精度高，能实时反映盾构机的当前位置和理论位置，并提供调整指不O4、沉降控制选择好合适的掘进速度及添加剂，控制好盾构机掘进轴线，实时调整盾尾注浆量和注浆压力，并结合地面测量的反馈信息，地表沉降可以控制在+5〜一15mm的范围之内。在使用土压平衡模式掘进时，一定要注意控制好土压力，将土压力控制在一定的容许范围内，防止由于土压力的过大变化引起地面沉降或隆起。三、下穿陇海铁路时，盾构机施工采取保护措施为控制地面沉降，盾构掘进时，需注意采取以下主要措施：1）严格控制土压力在施工中严格管理，使实际土压略大于计算值。在盾构穿越铁路前50m范围内设置了两

5、组分层沉降观测点。计算得出的土压力为0.2Mpa,在实际施工过程中，根据地面沉降监测的数据分析，土仓压力一般控制在0.1〜0.15Mpa左右即可。在掘进过程中可以适当将土仓压力控制的稍低一些，一般在0.05左右。停机状态下的土压设置在0.12Mpa左右，不低于0.05Mpa。2）盾构匀速通过，保证开挖面稳定针对这种情况，向刀盘前方土体注入泡沫，在增大土体流动性的同时，降低其附着力，防止开挖土附着在刀头和土仓内壁；同时利用刀盘富调试的搅拌翼将泡沫和切削下来的土体加以搅拌，使之充分混合，变得较为蓬松，增大可排性。从而使开挖土量和排土量保持平衡，保证开挖面的稳定。一般盾构掘进速度30〜50

6、mm/min。3）严格控制注浆施工a、同步注浆同步注浆是利用同步注浆系统，对随着盾构机向前推进、管片衬砌逐渐脱离盾尾所产生的间隙进行限域、及时充填的过程。注浆压力设定为0.1Mpa+水压力，其中水压力以稳定水位至隧道埋深的距离进行估算，一般设定为0.15〜0.25Mpa,根据地质情况、注浆速度、盾构掘进速度、地面沉降情况等进行调整，当注浆量不足或压力较高时，必须更换注浆位置继续压注，直至注浆量达到要求为止。同步注浆量应控制在理论空隙量的150%〜200%,注浆速度控制为0.0375〜0.0625m3/minob、二次注浆在正常同步注浆施工后，根据监测资料进行必要的二次注浆，二次注浆从

7、盾尾后5环开始进行壁后注浆，二次注浆压力与同步注浆压力相同。4）减少盾构推进方向的改变盾构推进过程中严格按照'‘勤纠偏，小纠偏”的原则，严禁大幅度纠偏，尽量减少施工原因造成的盾构推进方向的改变。5）减少对地层的扰动盾构施工对地层的扰动主要是盾构机千斤顶的推力和刀盘旋转产生的，因而保证盾构机正常运转，确保盾构机的机械性能尤为主要。当土压力突变时，在分析原因的同时，采取填注泡沫的措施改良开挖土体。6）保证拼装质量，减少管片变形/变位隧道管片的变形量与管片拼装的