高铁盾构 盾构下穿高铁技术分析_龚国栋

20171（202）盾构下穿高铁技术分析

■龚国栋

摘

■铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津300251

序号

项目

2mm

3

高低

2mm/测点间距8a

（m）10mm/测点间距240a（m）2mm2mm

容许偏差

弦长10m

基线长48a（m）基线长480a（m）缓和曲线上的超高值不包含曲线、

基长3m。包含缓和曲线上由于超

高顺坡所造成的扭曲量。

站台处轨面高程不应低于设计值。

备注

要：随着国家城市轨道交通的发展，其边界条件及外部环境越来越复杂，结

合南京宁句城际关于其区间结构下穿京沪高铁西村隧道的工程实例，探

讨、研究地铁结构下穿高速铁路、城际铁路等敏感建筑物的可行性。

下穿

高铁

隧道

盾构

关键词：区间

宁句城际为南京地铁建随着近年来城市轨道交通的建设和发展，

设规划中一条由中心城区向都市区外围推进，引导沿线开发，承担沿线中心城镇各组团间相互交流的快速客运通道。线路起于马群枢纽，止于句容，全长约31.3Km。线路于宁句城际麒麟站～东郊小镇站区间下穿京沪高铁，本文通过该工程实例研究地铁区间下穿高速铁路可行性及需要采取的工程措施。1京沪高铁西村隧道

“四纵四横”京沪高铁为全国铁路骨干网的重要组成部分，设计时

速350km/h，现阶段运营时速300km/h。西村隧道全长1686m，隧道位于半径9000m圆曲线上，全长1686m。隧道为单面上坡隧道，坡度分别10.2‰。根据钻孔揭示隧道洞身及隧道下方主要为第四系及燕为3‰、

山晚期侵入花岗斑岩。宁句城际区间下穿段为京沪高铁西村隧道暗挖段。西村隧道采用马蹄形复合式衬砌采，初期支护厚度0.25，二次衬砌厚度0.35m断面宽15.1m，高12.88m，采用C35防水钢筋混凝土衬砌。2宁句城际与京沪高铁位置关系

宁句城际与京沪高铁西村隧道在AK5+040位置相交，平面交角约123°，相交位置位于西村隧道暗挖段。竖向宁句城际与京沪高铁西村隧道净距约12.4m，达到2倍洞径

。

5

45

水平扭曲与设计

偏差

610mm

盾构法（TBM）施工控制措施

根据盾构施工过程对京沪高铁西村隧道影响的不同，主要分为以下三个阶段：盾构穿越前、盾构穿越中、盾构穿越后。

盾构穿越前准备工作

5．1

宁句城际与京沪西村隧道位置关系图

3地质资料

该段地表覆土薄，下伏基岩为侏罗系中下统泥质粉砂岩：全风化～

弱风化。燕山期侵入岩花岗斑岩：全风化～弱风化，在京沪高铁底板10米以下均为弱风化花岗斑岩，隧道围岩分级为Ⅲ～Ⅳ级，岩石可挖性分级为Ⅳ～Ⅴ。地下水为基岩裂隙水，水位在地表以下2～8m，水量不大。

4京沪高铁沉降控制标准

《高速铁路设计规范》根据的正线轨道静态铺设精度标准如下表。

无砟轨道静态铺设精度标准

序号1

项目轨距

容许偏差±1mm1/15002mm

2

轨向

2mm/测点间距8a

（m）10mm/测点间距240a（m）

备注

相对于标准轨距1435mm变化率弦长10mm

基线长48a（m）基线长480a（m）

盾构机穿越铁路隧道前主要进行以下准备工作：（1）施工参数优化：在盾构穿越铁路之前的施工过程中，应当及时总结出盾构所穿越地层的地质条件，掌握盾构推进施工参数。（2）机械设备及检查：在盾构进入铁路隧道影响范围之前，对盾构机进行机械设备和压浆管路的检查和维护，保证穿越铁路群过程中不发生机械故障和压浆管路堵塞情况。（3）盾构试推进：将穿越前100m范围定为穿越铁路施工掘进试验段。通过试验段的掘进，调整盾构掘进参数，不断完善施工工艺，将施工后地表变形量控制在最小范围内。（4）提前更换刀具，根据刀具磨损情况，在隧道进入风险区前提前进行换刀作业。5．2盾构推进施工控制重点

（1）加强监测：盾构穿越时，适当加密测点数量。具体可根据实际情况作相应调整。（2）严格控制切口土压力等施工参数。（3）推进速度：保证盾构均衡匀速推进、连续性施工，杜绝盾构停滞，以减少盾构对土体的扰动，减少地表沉降。（4）管片拼装：在管片拼装过程中，应减少拼装的时间，缩短盾构停推的时间，减少土体沉降。（5）同步注浆、二次注浆：严格控制同步注浆量和浆液质量，通过同步注浆及时充填建筑空隙，减少施工过程中的土体变形。（6）壁后跟踪注浆：如果隧道变形和沉降变化量大的，可以根据实际情况在隧道内进行壁后跟踪注浆。5．3盾构穿越后控制措施

（1）形成环箍：在盾尾脱离铁路隧道之后，在两侧的位置通过管片注浆孔进行浆液的压注，使其在管片背后形成两道环箍，有效地防止土体向两侧发生位移，减少盾构施工的后期沉降，环箍采用双液浆。（2）二次补压浆：在盾构推进同步注浆后，土体还可能局部存在一些建筑间隙，存在后期地面变形的隐患。在穿越铁路隧道区域内实行全程二次注浆，并严格控制注入量，采用多点位注浆，避免地面隆起，浆液为水泥浆或水泥水玻璃双液浆。6三维模拟计算分析6．1三维计算

管盾构隧道外径6.20m，

片厚0.35m，按最不利条件计算，采用一次挖通方案，开挖完成后进行管片支护，管片简化为C50混凝土实体。区间施工首先进行左线施工，待左线完成支护后进行区间右线施工，图示中位移及应力云图选取施工工况最为危险的阶段，即右线开挖完成

开挖位移云图

·179·

后未进行支护前的阶段

。

大应力P1分别是拉应力0.34MPa，压应力0.17MPa。（3）根据上述理论分析结合地层条件、工程条件和施工影响预测分析，宁句城际地下方案采用盾构（TBM）方式下穿京沪高铁隧道具备技术可行的可能性，但应做好相应的技术准备工作及对可能出现的工程风险做好对应的应急预案。7结语

本文以宁句城际盾构区间下穿京沪高铁为例，阐述了盾构区间下穿高速铁路、城际铁路等敏感建（构）筑物的，设计、施工处理措施，对后续可能出现的类似工程提供了设计、施工思路。参考文献［1］GB50157－2013地铁设计规范［S］．［2］TB10621－2014高速铁路设计规范［S］．

［3］TB10761－2013/J1535－2013高速铁路工程动态验收技术规范

［S］．［4］．成都：何川，曾东洋．盾构隧道结构设计及施工对环境的影响［M］

2015．西南交通大学出版社，

工程师。作者简介：龚国栋（1983年生），男，汉族，

开挖应力P1云图

6．2结论

采用盾构法进行下穿隧道施工时，左、右线开挖引起的竖向变形值

有所不同：（1）左线开挖时，隧道顶部最大沉降为0.71mm，底部隆起最大值为2.99mm，衬砌施做后，变形有所收敛，但变化不明显；左线支护施做后，衬砌受到竖向最大应力P1分别是拉应力0.33MPa，压应力0.17MPa。（2）右线开挖时，隧道顶部最大沉降为0.84mm，底部隆起最大值为3.19mm，衬砌施做后，变形有所收敛；本阶段施工对上部京沪西村隧道影响很小，位移小于0.1mm。右线支护施做后，衬砌受到竖向最

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（上接第176页）辆放行。各种工程管线施工时，应与道路施工协调配合。严禁将周围水泥稳定碎石基层下部基础掏空。基层施工完毕后，为保证水泥稳定碎石结构不继续失水，减少干缩裂缝产生，最好在一星期后即喷洒透油层或进行下封层施工，尽早铺筑沥青面层。3结语

水稳碎石基层有着众多的优点，使其在各级公路基层中得到了广泛的应用，通过本文的论述可知，只要在施工过程中适当的控制材料的配合比并且选择适当的施工方法，是可以大幅度提高施工质量的，这样可以更好在各级公路中使用水稳碎石垫层。

（上接第177页）4总结

总而言之，市政路桥施工技术与市政路桥质量有着直接的关系，要更好的实现对市政路桥质量的控制，就要深入分析市政路桥施工技术，本文就重点分析了市政路桥施工技术，希望能够为市政路桥质量控制提供帮助。

参考文献［1］浅析水泥稳定碎石基层裂缝产生原因及防治方法［J］．科技信息，

2007．［2］．北京林业大高速公路建设期土壤侵蚀及防治措施体系研究［D］

2007．学，作者简介：郑彩义（1978年12月生），本科学历，主要从男，汉族，

事公路工程管理施工工作。

参考文献［1］．东方企朱曙光．关于路桥施工的技术及质量控制措施的分析［J］

2014（19）．业文化，

［2］陈玉平，．中华民张彦．市政路桥施工质量控制与项目管理措施［J］

2014（08）．居（下旬刊），

［3］李振．路桥施工技术及质量控制措施的分析和研究［J］．科技创新

2015（02）．与应用，件，施工安装工艺并不十分复杂，施工质量往往容易被忽视，因而致使

部分伸缩缝出现外观粗糙、质量较差甚至发生断裂的问题。随着人们对桥梁行车的舒适性和对结构物的观赏水平要求的不断提高，属于桥梁小部件的伸缩缝施工质量也越来越受重视。因此，加强伸缩缝质量控制，进一步不断探索伸缩缝安装、维修技术，具有十分重要的意义。参考文献［1］《桥梁工程》，邵旭东．人民交通出版社出版的高等学校教材人民交

2007．通出版社，

JT/T327－2004．［2］《中华人民共和国交通行业标准》7

结语

虽然在隔震设计的方案比较和选择时，隔震技术对低层和多层建筑比较合适，但是规范对结构基本周期小于1S这条原抗规（GB50011－2001）限制的取消，还是认可了国内外大量高层结构采用隔震技术。注意本文提到的六个方面的建议和措施的加强，经合理设计，高层结构采用隔震技术同样有效，能取得更高要求的安全性和舒适性，同时在经济上也能收到较好的效果。

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（上接第178页）个焊接连接点，凿除的砼弃渣不要落入到伸缩缝下方的桥墩或桥台的支座上；砼凿除后要认真清理干净基面；凿除砼过程中如发生焊接连接部位损伤的要进行焊接补强；立模时要注意控制模板厚度，太厚操作面小安装困难，太薄强度不足易发生胀模，如用铁丝固定模板，要注意控制铁丝规格，要确保铁丝绑扎牢固，位于位移箱附近模板要注意接缝紧密平顺，防止漏浆；砼浇筑要严格控制配合比，加强振捣，特别是位移箱底部的振捣要特别加强，确保位移箱底部砼饱满不出现空洞和蜂窝现象。4结束语

桥梁伸缩缝与墩台基础、墩台身、支座、上部结构相比，属于小部（上接第58页）过程中对隔震支座的性能提供比较直观的且及时的依据，如隔震支座在使用中或震后外观是否有损坏或不可恢复的变形、隔震沟是否被填充物阻塞、上部结构周围是否有限制其位移的障碍物等，建议对隔震结构制定详细的检查和维护计划，对隔震结构进行定期和不定期的检查、维护。在隔震层楼梯间、电梯间、竖向隔离缝等隔震构造附近或建筑物出入口处，应设置隔震警示标识，提醒业主和其他人员对隔震层构件及隔震构造进行必要维护，明确其在使用过程中不得填充、堆放杂物或有妨碍上部结构水平移动的其他行为等。

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