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摘要：随着城市地铁的快速发展，地铁隧道穿越铁路桥的情况越来越多。如何保证铁路运营安全的前提下顺利施工地下隧道是一项值得研究的课题。本文以北京地铁17勇清区间下穿东北环线铁路框架桥为例，采用数值分析手段验证盾构隧道穿越铁路桥方案，最终提出有效的盾构区间穿越铁路桥设计方案。
关键词：下穿铁路；盾构隧道；框架桥
近年来，随着城市地铁的快速发展，地铁隧道穿越铁路桥的情况越来越多。盾构隧道的施工对土层的扰动容易引起地面的沉降和变形，而铁路对于盾构隧道穿越施工引起的沉降和变形控制要求极其严格；且在不同地区地层性质不同的情况下对于盾构施工的沉降及变形影响程度不同，如何选择既经济合理又有效的措施穿越铁路桥是一个值得深入研究的课题。本文以北京地铁17勇清区间下穿东北环线铁路框架桥为例，通过数值分析手段验证盾构隧道穿越铁路桥方案，提出有效的盾构区间穿越铁路桥设计方案。
一、工程概况
北京地铁17号线勇清区间为盾构区间，采用土压平衡盾构机，盾构外径6.4m，盾构区间于右线里程YK38+724.75~YK38+845.89范围内下穿东北环线框构桥（桥梁编号12丁，中心里程K49+362）。
桥面北侧为南侧为东北环线（单线），地铁13号线望京西站～北苑站区间（双线）。
东北环线是连接京包铁路、京通铁路、丰沙铁路、京门铁路等线路的联络线，为碎石道床，电气化线路。
框构桥为三柱四跨（10+12.5+12.5+10），顶进法施工，底板与隧道之间的土层主要为粘土、砂质粉土和粉质粘土，底板与隧道顶距离10m。
框构桥底板与隧道之间的土层主要为粘土、砂质粉土和粉质粘土，底板与隧道顶距离10m，区间主要位于④粉质粘土（N=12），⑤4粉质粘土（N=16）。
潜水（二）水位为25.47m，承压水三水位为22.47，均位于区拱顶以上。见图1。
图2 盾构隧道洞内注浆加固措施图
二、风险等级及变形控制标准
依据《北京市城市轨道交通土建工程设计安全风险评估规范》规定及各方会议研究决定勇清区间下穿东北环线铁路框架桥风险等级定为特级风险。具体控制值如下表：
图3 计算模型
计算采用MIDAS NX分析软件建立三维有限元模型进行分析（见图3），采用无洞内注浆加固和有洞内注浆加固两种工况，计算结果：无洞内注浆框架桥最大沉降6.3mm＞5mm；有洞内注浆加固最大沉降3.2mm＜5mm。
四、结语：
在地层较好地区盾构隧道穿越铁路桥施工设计中，可采用洞内注浆加固措施控制盾构施工引起的地面沉降及铁路桥变形，必要时对铁路采取扣轨加固措施提高轨道自身抗变形能力。且在施工过程中做好框架桥监测，制定相应的应急预案。
参考文献：
［1］陈艳伶.土压平衡盾构穿越高铁的施工技术与管理研究[D].天津：天津大学，2011.
［2］孙钧，侯学渊．地下结构［M］．北京：科学出版社，1988．
论文作者:韩悦
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/29
标签：盾构论文; 铁路桥论文; 隧道论文; 区间论文; 铁路论文; 粘土论文; 环线论文; 《防护工程》2018年第35期论文;