【摘要】近年来，随着社会的发展，我国的交通事业的发展也有了很大的进步。伴随着国家高速铁路大规模建设,我国已逐渐形成了四通八达的高速铁路网络。高速铁路带来交通便利的同时,也给铁路两侧人员的互联互通带来阻隔。就全国而言,路基约占高速铁路线路总长度的25.8%,因此,今后出现下穿高速铁路路基的工程将比较多见。由于高速铁路列车运行速度快,对轨道变形控制的要求高,而下穿工程施工必将扰动高速铁路的路基土层,引起土层应力调整和变形,威胁高速铁路的运营安全;因此,沉降控制是各种通道下穿高速铁路线时需解决的首要问题。
【关键词】暗挖地铁隧道；下穿高速铁路路基沉降规律；控制措施研究
0、引言:
近年来，随着城市的发展，地铁在城市公共交通系统中的地位愈发重要。随着地铁里程的不断增大，地铁覆盖范围越来越广，地铁已不单单是城市中心区域独有的交通方式。在向城市周边及郊区扩展的过程中，地铁线路下穿铁路路基的情况时有发生。盾构法是修建地铁的常用方法，其优点是施工速度快，自动化程度高，对地面交通不造成影响等。铁路路基不同于一般的地面建筑物，它对地表位移的敏感程度高，细微的地表位移都会引起铁道的挠曲破坏，不满足列车安全行驶的要求。在高速铁路日益发达的今天，对铁路路基面位移的要求愈发严格。因此，怎样控制隧道近接下穿铁路路基施工中引起的路基面沉降，就成为了一个亟待解决的问题。
1、轨道平顺性的控制要求
轨道平整度控制要求由高速铁路无碴轨道线路养护规则确定。铁路线路维修分为综合维修、定期维修和临时维修。1)综合维修是指按周期有计划地对线路进行综合维修。通过全面维护，提高轨道弹性，调整轨道几何形状，翻新更换设备部件，使线路恢复完整的技术状态。9定期保养是根据线路的变化，对线路的全年和全长进行有计划的有重点的保养，以保持线路质量处于恒定的平衡状态。9临时返修主要是指轨道几何等缺陷部位超过临时返修允许误差范围的及时返修，以保证正常、安全运行。根据地下高速铁路项目临时检修的允许误差限制，即200-250公里线路的速度和高、低允许偏差的管理值不应超过8mm，可设定轨道平整度的控制要求。速度250(不含)~350km线，高、低允许偏差管理值不超过7mm。
2、既有铁路施工影响分析
在城市交通行业飞速发展的今天，地铁盾构下穿既有铁路施工逐渐增多，以缓解城市交通压力。在地铁隧道下穿既有铁路施工时，可能会造成周围土体扰动，从而导致周围地层出现缺陷，引起铁路路基沉降。另外，既有构筑物可能会出现变形现象，不利于列车行驶安全。因此，地铁隧道下穿既有铁路施工难度相对较高，铁路运行存在较大风险问题，容易造成重大经济损失。在地铁隧道下穿既有铁路施工方面，不同施工控制技术与施工方法所产生的影响也不一样。其中，地铁隧道盾构下穿施工过程中可能会出现各种不稳定因素，从而导致铁路轨道出现沉降或者路基不平等问题。相对于常规铁路施工而言，既有铁路施工中的铁路路基应力场容易发生变化，从而引起地表变形、铁路轨道位移或者钢轨变形等现象。在铁路运营过程中，铁路轨道要求相对较高，当轨道出现变形问题时，既有铁路路线运行便会受到影响。在既有铁路施工过程中，上部铁路运行也可能会影响到隧道。相关国内外研究资料表明，既有铁路施工过程中无法避免地下结构与周围地表产生影响，施工过程中必然会造成周围土体变化。如在盾构法施工过程中，盾构掘进过程中会出现地层损失，出现持续沉降、开挖面沉降或者尾部沉降等问题。
3、暗挖地铁隧道下穿高速铁路路基沉降规律与控制措施
3.1全方位高压喷射工法
该方法一方面可以监测钻孔内的压浆和原位压力，另一方面可以调节压浆量来控制原位压力。这样不仅可以大大减少对环境的影响，还可以通过降低桩身压力来保证桩径。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种喷射方式不仅可以水平方向喷射，还可以垂直方向喷射，特别是其独特的灌浆方式，使富水土层的水平施工安全可行。与一般的注浆方式不同，全向高压喷射法采用特殊的泥浆排水管方式进行注浆，不仅有利于泥浆的集中管理，而且在工程施工中可以保证施工现场的清洁。全向高压注浆法还可以调节地面压力，通过其科学的控制，可以减轻泥浆渗入土壤、水或地下管道的情况。
3.2铁路基地加固处理对策
在地铁隧道盾构下穿既有铁路施工过程中，建设单位必须加强铁路路基加固处理工作，确保路基稳定性。由于城市轨道交通周围存在建筑物，既有铁路上面公路流通量相对较大，因此，在既有铁路施工时建设单位应选择小型机械施工设备，提高铁路运行安全。在铁路地基加固处理方面，施工人员可以使用袖阀管注浆技术进行加固操作。袖阀管属于单向闭合装置，这种管道只能将浆液排除管外。在注浆技术运用方面，施工人员需要结合既有铁路地层现状进行灌浆长度调节，对灌浆过程进行定尺定量控制。在既有铁路路基袖阀管灌浆技术使用过程中，可分开灌浆与钻孔，从而扩大灌浆设备与钻孔设备利用率。在既有铁路地基灌浆处理过程中，需要对基地加固范围进行控制，其加固深度必须超过隧底1m。在铁路地基承载力控制方面，需要结合模拟数值计算结果进行承载力范围控制。在铁路路基灌浆处理方面，灌浆液可选择普通硅酸盐水泥进行配比形成水泥浆，水泥掺量在被加固土体中所占比例为18%。在铁路地基加固处理4周之后，需要由有关单位进行地基加固效果监测，通过数值计算结果判断是否达到既有铁路工程要求。
3.3 加强铁路路基变形控制
在地铁隧道下穿既有铁路施工过程中，盾构区间施工会造成铁路路基沉降变形，从而危及铁路运行安全。因此，必须加强铁路路基变形控制，尽量降低路基变形对铁路路基稳定性的影响力。在既有铁路施工方面，施工人员必须严格按照地铁隧道开挖要求进行施工，由监管部门进行铁路路基监测控制，及时了解路基变形状况，便于采取补救措施减少损失。在地铁隧道下穿既有铁路路基选线过程中，必须以地质条件与工程需求为基础，对路基、隧道中性线夹角进行研究，有限选取较大夹角为地铁线路，从而减少隧道施工干扰。在既有铁路施工过程中，建设单位需要结合地质条件与工程需求进行隧道预埋深度控制，通过增大预埋深度降低铁路路基稳定性影响。另外，既有铁路上部铁路列车运行过程中，必须提前进行降速处理，从而降低列车载荷对铁路路基稳定性产生的影响力。在地铁隧道洞内外加固处理方面，必须结合既有铁路施工现场状况进行加固处理方法合理选择。在既有铁路施工过程中，建设单位必须加强铁路路基动态监测管理，掌控路基变形相关数据参数。管理人员需要根据监测系统进行路基变形数据分析，判断铁路路基稳定性是否受到干扰，为铁路路基变形控制提供参考。
结语
根据下穿点周边环境及列车实际运行速度选取合适的安全系数,从而确定轨道变形的控制标准,再根据轨道和路基沉降槽的曲线特征,最终确定高速铁路路基的沉降变形控制标准。该方法提出的轨道变形控制标准适用于高速铁路无砟轨道，路基变形控制标准适用于土质地层暗挖地铁隧道引起的路基变形。高速铁路的地基经过加固处理后,会影响路基沉降曲线的分布,因此,需要根据地基处理情况,对Peck曲线进行修正或者根据经验数据研究提出一种新的路基沉降分布曲线,再根据沉降分布曲线,重新修正路基沉降控制标准的计算公式。
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论文作者:盛火炬
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第24期
论文发表时间:2020/4/14
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