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摘要：通过北京地铁九号线二标段丰台南路站~丰台东大街站暗挖区间下穿丰台站东货场咽喉区铁路工程施工实例，总结出无水砂卵石地层下穿铁路施工技术。在确保施工安全及施工质量的前提下，既不影响既有铁路线路的正常运行，同时确保隧道初支快速施工，为今后类似工程提供借鉴。
1工程概况
1.1施工环境
北京地铁九号线丰台南路站~丰台东大街站区间沿造甲街和丰台东大街下方设置，整体呈南北走向。区间右线起点里程K3+582.820，右线终点里程K4+975.405，区间全长约1392.585m，区间在右K4+003.954、右K4+402.240、右K4+497及右K4+690.694处设4座施工竖井及横通道，并在2-1号施工竖井（中心里程K4+402.240）处设置区间泵房及一座联络通道。
区间隧道结构为马蹄形断面，全部采用矿山法施工。本区间在右K4+355~右K4+540，左K4+320~左K4+534里程范围内下穿丰台站东货场咽喉区，区间结构顶板埋深约19.3m。暗挖区间与铁路位置关系示意图见图1。
图1 暗挖区间与铁路位置关系示意图
1.2工程地质
本工程范围内地层主要为人工堆积层、新近沉积层、第四纪晚更新世冲洪积层，地面起伏不大，地面平均标高为47.4m。根据勘查结果显示，隧道主要穿越地层为卵石⑤层、卵石⑦层。
1.3风险源概况
1.3.1自身风险
暗挖区间施工穿越大卵石地层，且有超过650mm大粒径卵石存在，随机分布，风险级别为二级。
1.3.2环境风险
本区间在丰台站东货场咽喉区内共下穿14股铁道。另外铁路下穿还涉及9组道岔（含一组复式交分道岔），18台转撤机，3座信号灯、16根塔杆（含5根锚杆）。站场路基内还铺设有铁路通信、信号电缆和电力电缆。风险级别为特级。
2地面加固措施
2.1对永丰铁路、京沪铁路路基下地层进行注浆加固
①注浆加固范围沿深度方向为线路轨面下10~12m，沿铁路方向为区间隧道外10m，宽度为铁路线路中线外5m范围内。
②注浆孔沿铁路方向每隔2.5m布设一排，每排钻孔从铁路中线外5m开始布设，布设方式为由地面向注浆区域呈辐射状均匀布置，保证注浆充分，不留死角。
③注浆材料为单液水泥浆，水泥强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥，水灰比为1：1，掺加3%~5%的水玻璃。
④主要注浆参数：注浆管直径60mm（t=4mm），单孔扩散半径1.5m，注浆压力0.2~0.3MPa，注浆时根据实际效果进行调整。
⑤注浆顺序为：先注周边，后注中间，并间隔钻孔注浆。
⑥注浆结束标准：单孔单段注浆压力达到设计终压（0.6~1.0MPa）并继续注浆10min以上，可结束本孔注浆；单孔注浆量大致与设计注浆量相同，结束时的进浆量20~30L/min以下可结束本孔注浆。
⑦注浆效果检查：沿铁路方向每10m钻2~3个孔对注浆效果进行检查，无侧限抗压强度应大于0.8MPa，注浆后土体渗透系数应小于10cm/s。
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2.2对京沪铁路、永丰铁路进行线路加固
线路加固采用3-5-3扣轨纵横梁加固，线路加固范围为地铁区间线路中线外23.5m。
具体加固措施为：
①加固前对部分无缝线路进行应力放散，并将加固范围内的混凝土枕全部换为长木枕，同时对所涉及的道岔进行全面修整。
②扣轨形式采用3-5-3扣轨，轨型为50kg/m钢轨。钢轨接头错开1m以上。
③横梁采用I45b工字钢，铺设间距0.8m，纵梁采用I45b工字钢，2根一组。
④线路加固期间，报计划申请慢行点，要求行车速度不超过45km/h。
3隧道内采取的措施
3.1深孔注浆
①区间隧道深孔注浆加固范围为隧道上半断面及上半断面开挖轮廓线外2.5m，注浆沿隧道掘进方向10m一循环段。一个注浆段开挖完成后留2m不开挖作为下一循环的止浆岩盘。
②注浆孔布置由工作面向开挖方向呈辐射状，钻孔均匀布置成圆形圈，保证注浆充分，不留死角，浆液扩散半径1.5m，开孔直径φ89。
③注浆材料为单液水泥浆，水泥为强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥，浆液浓度为水泥浆水灰比=1：1，掺加3%~5%的水玻璃。
④注浆压力：0.4~0.6MPa，注浆过程中采用注浆压力与注浆量双控模式。
⑤注浆方式：采用袖阀管后退式分段注浆方式，每段注浆长度不大于1m。
⑥注浆结束标准：单孔单段注浆压力达到设计终压并继续注浆10min以上，可结束本孔注浆；单孔注浆量大致与设计注浆量相同，结束时的进浆量20~30L/min以下可以结束本孔注浆。
3.2隧道初支施工
3.2.1超前注浆
隧道土方开挖施工前，沿隧道拱部120°范围内均匀施做超前小导管并注浆。超前小导管参数：φ25*2.75mm，L=2m，间距30cm。浆液参数：水泥-水玻璃双液浆，注浆压力0.4~0.6MPa，扩散半径不小于0.25m，采用注浆量与注浆压力双控模式。
3.2.2隧道土方开挖
待超前注浆浆液凝固达到设计要求强度后，进行土方开挖施工。上台阶采取环形开挖预留核心土的开挖方法开挖，坚持先探后挖的施工原则。人工开挖土体，修边时使用镐头，尽量少用风镐，减少对轮廓线周边土体的扰动。下台阶落后于上台阶3～5m施作。同时每个断面增加1~2名工人，加快出土效率，减少开挖面土体暴露时间。
3.2.3格栅安装
格栅安装时，安排技术熟练、经验丰富的工人施工，连接筋搭接长度、连接板高度严格按照设计图纸施工，确保格栅安装质量符合设计要求。同时做好锁脚锚管施工，进一步减少上台阶格栅的沉降。
3.2.4喷射混凝土施工
安排锚喷经验丰富的工人进行锚喷施工，锚喷料保证即办即用。锚喷施工过程中严格控制喷层厚度，以避免初支侵线。
3.2.5初支背后注浆
为减小后期沉降，待初支闭合成环后，及时利用初支施工过程中预埋的初支背后注浆管进行注浆施工，浆液为水泥砂浆或单夜水泥浆，注浆终压0.5MPa。
4监控量测
在地下工程的施工过程中，地层应力的改变可导致地表不均匀沉降。由于本工程位于铁路下方，对地表沉降更应该严格控制。本工程主要监测项目为铁路轨道变形监测、路基沉降监测、隧道净空收敛监测。
4.1铁路轨道变形监测
对轨道进行沉降、轨道横向差异沉降、轨距变化和扭曲变形监测，对轨道扣件应进行定期巡查并紧固。需对铁路轨道变形情况进行严格监测和控制，确保铁路运行安全。
4.2铁路路基沉降监测
施工过程中，通过对铁路路基沉降的监测可随时了解施工对路基的影响程度及影响范围。便于及早发现问题、解决问题，将变形控制安全警界值内，保证路基的安全。
4.3隧道净空收敛监测
通过监测掌握围岩力学形态的变化及规律，实时判断围岩和支护系统的稳定性和安全性，为安全施工提供指导。
4.4数据分析及整理
通过对测量数据的分析、整理，绘制数据曲线图，可及时准确掌握各种测量数据的变化规律，当监测数据出现异常时，应加大监测频率，同时采取相应的应急措施，保证施工安全。
参考文献
[1]王梦恕，中国隧道及地下工程修建技术。人民交通出版社，2010。
[2]郭育鑫.深孔注浆技术在城市地铁暗挖施工中的应用［J］.市政技术，2016（S1）：144-147.
论文作者:谭敏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/8
标签：注浆论文; 铁路论文; 区间论文; 隧道论文; 丰台论文; 地层论文; 路基论文; 《建筑学研究前沿》2018年第34期论文;