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三线并行隧道盾构法下穿铁路施工工法 中铁二局股份有限公司城通公司 1.前言 上海市轨道交通9号线一期工程R413标段盾构隧道由正线（双线）及出入段线（两段）两部分组成，全长6249.676m，采用盾构法施工。两岔道井将区间正线分割成三部分共六段盾构隧道。在正线的东、西岔道井之间及线路北侧为东、西车辆出入段线，呈“八”字形分布，区间上、下行线和东出入段线三线并行隧道在东西岔道井之间下穿越运营时速达140km/h的双线既有沪杭干线铁路，隧道拱顶距铁路覆土仅7.9m。 中铁二局股份有限公司城通公司联合设计单位和大专院校开展了科技创新，取得了“三线近距、斜交、小半径、大坡度地铁盾构法施工综合技术”研究成果，于2007年通过四川省科技成果鉴定，获得四川省科技进步三等奖。我们对此技术的应用进行了总结，形成了本工法。 2.工法特点 2.1有效地保护既有铁路、上行列车及邻近既有建筑物、管线，很好的控制地表沉降，使盾构施工中对其影响非常之小。 2.2 适用范围广，不仅适用于下穿铁路，也适用于下穿公路及既有建构物。 2.3 充分利用精密仪器的监控量测作用，及时反馈信息，调整加固参数和掘进参数，保证铁路正常运行。 3.适用范围 软土地区土压平衡式盾构机小净距并行或下穿铁路掘进施工。 4.工艺原理 利用三维有限元数值模拟对三孔盾构施工的相互影响及受铁路列车振动的影响进行了研究，对三孔盾构施工的施工顺序进行比选，确定最佳推进顺序，并根据相关地表变形和结构强度要求，选定铁路路基加固的方案；采用荷载结构模型，计算确立铁路列车动载下的盾构管片配筋加强方案； 利用详细的地基加固方案及具体的管片辅助措施，明确的监控量测项目和频率，及时优化的盾构施工参数控制的综合运用，保障了盾构下穿铁路的顺利施工。 将数据处理和信息反馈技术应用于施工，利用监控量测指导施工，动态修正施工方法和支护参数，以信息化施工技术为贯穿全过程的主线，全面控制和优化盾构施工参数，确保施工安全、快速。 5.施工工艺流程及操作要点 5.1施工工艺流程 图5.1 施工工艺流程图 5.2操作要点 5.2.1选择盾构掘进顺序 利用三维有限元对各施工顺序和方法进行模拟，计算各施工顺序工况条件下的地表位移、结构内力变化，并结合模型试验结果选定盾构掘进顺序：先逐一施工两侧的隧道，后施工中间的隧道； 5.2.2根据三维有限元模拟确定加固铁路路基的方法 按照实际工况，建立三维连续介质有限元模型，分析列车动载对隧道结构的影响，得到了动应力的分布规律，并根据动应力的影响程度，确立加固铁路路基的方法。 5.2.3 三线盾构隧道下穿铁路施工前，对下穿区域铁路路基采取分区域加固的保护措施，下穿区域铁路线路两侧B区设4.2m厚φ1.2m旋喷桩四排，咬合量为0.2m；桩间范围内A区及其外侧路基C区分层注浆加固。加固区域如图5.2.3-1和图5.2.3-2所示。 其中A、C区为注浆加固区，具体参数要求如下： A区：主加固区，分层注浆加固，要求Ps≥1.0MPa； C区：次加固区，分层注浆加固，要求Ps=1.0MPa； B区：旋喷加固区，旋喷桩起加固和隔断及控制变形的作用。加固要求逐渐降低，土体强度介于A、C之间，形成过渡。 图5.2.3-1 图5.2.3 5.2.4 沿铁路两侧进行高压旋喷桩加固施工，每侧在距铁路对称中心线7.5m外设4.2m宽的旋喷桩加固区。旋喷桩起加固和隔断及控制变形的作用。旋喷桩单桩直径为1.2m，在加固范围内满布旋喷桩，桩与桩相互咬合量为0.2m。加固土体强度qu≥0.8Mpa，渗透系数k≤10-8cm/s，水泥掺入量360kg/m3 5.2.5分层注浆 在旋喷加固施工完成后，对铁路两侧进行分层分块注浆加固。采用分层斜孔注浆，注浆孔与地面的夹角为30°，层高为0.5～0.8m。采用复合浆液，缩短胶凝时间，以控制注浆压力和扩散范围，减小注浆对基床的影响；第一层斜孔注浆完成后，进行下部深层注浆加固，注浆压力和注浆速度应根据线路变形的监测数据进行调整；注浆加固区域如前“地基加固平面图、立面图”所示。 1、施工工艺流程 分层注浆加固地层工艺流程见下。 放线定位布孔 放线定位布孔 钻机就位对中校正机械倾斜角 钻孔 安放塑料阀管，土体回缩 插入注浆管 封口 注浆 分层上拔注浆管 图5.2.5 填充加固层以上的空隙段 结束 2、施工工艺 先施工主加固区的第一和第二排斜孔，上部形成封闭层，加固24小时后施做主加固区下部土体，最后施做次加固区。 采用分层注浆加固，实施第一和第二层斜孔注浆，注浆浆孔距50cm，注浆孔与地面的夹角为300，孔底距线路对称中心线的路基底为4.33m，采用复合早强浆液，缩短胶凝时间，以控制注浆压力和扩散范围，注浆压力和注浆速度根据线路轨道变形的监测数据进行调整，减小注浆对基床的影响；主加固区第