3-2-35盾构三线并行及下穿铁路施工技术
1．前言
1.1盾构三线并行及及下穿铁路施工概述
在城市中，以地铁为龙头的地下空间综合利用和建设，受既有建（构）筑物和有限空间的限制，出现了大量复杂线型（如小半径、大纵坡）或复合近接（小净距、下穿铁路、立交）的隧道工程。
三线盾构隧道并行掘进时隧道净距较近，存在相邻盾构间自身的近接影响；三线盾构隧道下穿运营铁路时，盾构推进须不影响干线铁路运营，保证铁路行车绝对安全。
盾构三线并行及下穿铁路施工其不仅存在三管自身的近接影响，而且同时受列车行驶的振动影响，经多次扰动影响和叠加，属复合近接施工问题。同时存在三孔小净距隧道相继穿越铁路施工的沉降叠加和多次扰动效应。需防止盾构施工引起地层移动和地表下沉，防止铁路钢轨隆沉量过大和保证正常的列车速度以及地表、周边既有建筑物发生过量变形与破坏是一具有相当重大的技术难题。
1.2适用范围
适用于软土地区土压平衡式盾构机三线并行及下穿铁路掘进。
2．盾构三线并行及下穿铁路施工工艺
2.1工艺流程图
工艺流程如图2-1
工程调研三管及铁路相互影响预测方案研究及确定辅助措施初设盾构参数铁路路基加固优化盾构参数先行盾构施工先建隧道洞内注浆加固后建隧道洞内注浆加固监测（地面沉降、深层土体沉降、深层土体位移）监测先建隧道（沉降、位移、收敛、结构应力）后行盾构施工优化盾构施工参数应急措施降低对先建隧道的影响为后行盾构施工提供有利条件铁路保护三管及铁路并行施工完成监测（铁路路基沉降，轨道沉降、位移）
图2-1三线并行及下穿铁路工艺流程图
2.2盾构掘进顺序方案选择
遵循先施工两侧边洞，后施工中洞的方案，且三管的施工间隔时间宜长，以避免影响叠加。
2.3地基加固辅助措施
2.3.1地基加固类型及范围
出入段线盾构下穿铁路施工前，下穿区域铁路线路两侧B区设旋喷桩加固区，桩间范围内A区及其外侧路基C区分层注浆加固。加固区域如附图。
其中A、C区为注浆加固区，具体参数要求如下： A：主加固区，注浆加固，要求Ps≥1.0MPa； C：次加固区，注浆加固，要求Ps=1.0MPa；
A～C：加固要求逐渐降低，在强度及刚度上形成过渡。
B区为旋喷加固区，由三排直径为1.5m的旋喷桩相互咬合形成，咬合量为0.2m；旋喷桩起加固和隔断及控制变形的作用。
2.3.2地基加固要求
地基加固后土体指标为：A：主加固区，要求Ps≥1.0MPa；C：次加固区，要求Ps=1.0MPa； 地基加固平面如图2-2，地基加固立面如图2-3，地基加固断面如图2-4所示：
区区注浆加固（次加固区）旋喷桩加固区注浆加固（主加固区）对称中心线铁轨区区注浆加固旋喷桩加固（次加固区）隧道中心线隧道边界线隧道中心线旋喷桩布置图隧道边界线隧道中心线隧道边界线 图2-2 地基加固平面图（单位：mm）
区注浆加固（次加固区）旋喷桩加固区对称中心线沪杭铁路线注浆加固旋喷桩加固（主加固区）注浆导管区区区注浆加固（次加固区）+5.320-2.662-2.662左、右线隧道顶部左、右线隧道中线左、右线隧道底部中线隧道顶部中线隧道中线中线隧道底部 图2-3地基加固立面图（单位：mm）
1-1人工填土2-1黄色粉质粘土2-3灰色粉砂3-1灰色粉质粘土5-1a灰色粘土 图2-4地基加固断面图（单位：m）
2.4管片加强辅助措施
铁路下方中心线左右两侧各30m的范围内的钢筋混凝土管片(共50环)配筋进行加强，同时对铁路路基下方的管片掺入钢纤维以增强其抗裂性。
动荷载作用区管片所受的弯矩较大，作用区以外的弯矩逐渐减少，在动荷载作用范围外5m处，弯矩减小10%，配筋量为9φ22；10m处，动荷载对管片内力的影响可以忽略，配筋量为8φ22。
铁路正下方即中心线左右两侧各5m的管片内力较大，所需的配筋量为10φ22～11φ22，比标准地段设计增加31%～44%；5m~10m范围内的弯矩减小10%，配筋量为9φ22，比标准地段设计增加17.6%；15m以外列车动荷载对盾构内力的影响可以忽略，可采用标准地段设计的配筋量。
为安全及配筋要求，铁路中心线左右两则各6m的范围内采用钢纤维砼管片；钢纤维砼管片外采用24m的过渡区，过渡区内的配筋为9φ22，比标准地段设计增加17.6%；过渡区外采用标准地段设计的配筋量。
2.5隧道加强辅助措施
1、已建隧道内注浆加固
东、西出入段线隧道施工前，通过下行线隧道内的预埋注浆孔对土体进行注浆加固，加强隧道两侧的土体强度，待达到一定强度后，才能施工出入段隧道。其加固范围为管片壁后2m。
2、出入段线隧道内注浆加固
出入段线隧道每掘进完成5环，及时通过出入段线隧道内的预埋注浆孔对土体进行注浆加固。在并行段均为增设注浆孔管片，每环有16个注浆孔。其加固范围为管片壁后2m。
2.6盾构施工参数选择
2.6.1先行上下行线盾构施工参数 1、掘进速度
掘进速度：2～3cm/min。即避免因推力过大而引起的侧向压力的增大，又减小盾构推进过程中对周围土体的扰动。
2、土仓压力
土压力设定值：以开挖面前端土体略微隆起约0.5mm为宜。其波动值控制在0.02MPa以内 3、出土量
控制盾构出土量为理论计算量的97%左右，同时视监测情况合理调整出土量。 4、超挖 超挖量：≤5‰。 5、注浆参数
同步注浆量：2.5m3/环，浆液稠度：9～10cm。二次洞内注浆频率：每掘进完成2环。 每拼装两环即对后面两环管片进行复合早凝浆液二次压注，浆液配比采用：水泥:氯化钙:水玻璃＝30:1:1，水灰比为0.6。二次注浆压力控制在0.3Mpa以下；注浆流量控制在10～15L/min，注浆量约0.5m3/环。
6、左右千斤顶行程差
单环变化量25±5cm，当前量：≤20cm。 2.6.2后行出入段线盾构施工参数 1、掘进速度
掘进速度：1～2cm/min。即避免因推力过大而引起的侧向压力的增大，又减小盾构推进过程中对周围土体的扰动。
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