中铁六局集团北京铁路建设有限公司北京100142
摘要：随着我国盾构技术的发展，盾构法在隧道领域的运用越来越广泛，盾构法已在城市隧道建造中确定了绝对的统治地位，通过南水北调东干渠配套工程第八标段盾构下穿既有铁路施工经验，对于新建盾构隧洞下穿铁路营业线技术问题进行讨论，并对此进行了总结，为此类工程提供借鉴。
关键词：盾构、下穿营业线、沉降
1工程概况
1.1下穿铁路概况
盾构在输水管道在25+092处下穿京哈铁路下行线，下穿位置位于北京东至双桥区间，盾构埋深为轨道下约20.51m，相交处铁路里程为京哈下行线K10+471，该处铁路共8股道，自北向南分别为京哈下行线、丰双下行线、星双线、站1线、岔线、站2线、丰双上行线、京哈上行线，均为电气化铁路，其中京哈、丰双上下行线为60kg/m轨，其余4股道为50kg/m。铁路两侧及线间有铁路通信信号光缆、电缆。施工影响范围内各种电化杆13根、信号灯杆1根、发射塔1座。
1.2下穿地质概况
本设计盾构位于粉质粘土层。场地位置发现两层地下水，标高分别约为17.45m、11.8m。
2变形控制指标
根据《东干渠盾构下穿京哈线防护工程设计文件》，本区间穿越国铁轨道控制标准为：
接触网杆：最大沉降量≤10mm、倾斜率不得大于1‰；
信号杆、发射塔：最大沉降量≤10mm、倾斜率不得大于1‰；
线路路基：最大沉降量≤10mm；最大隆起量≤5mm；
轨道：最大沉降量≤4mm
同时铁路路基沉降速率控制指标不应超过2mm/d。并以上述值的70%作为警戒值、80%作为报警值。
3盾构施工技术控制措施
收集距离铁路前100米施工盾构土压力、注浆压力、注浆方量、添加剂、推进速度、刀盘扭矩和转速度等参数，是成功穿越既有铁路关键点之一，收集的参数可为穿越铁路提供最佳的控制指标和参考值，根据收集的参数再结合现场的施工实际状况以及测量反馈数据来指导穿越铁路阶段的施工。
3.1确定穿越既有铁路施工影响范围
盾构开挖对周围土体的影响范围为盾构机刀盘距离铁路路基边坡60m和盾尾通过既有铁路路基边坡后60m。
3.2施工前进行地质雷达探测
在穿越前进行地质雷达探测，确保掌握有无管线漏水，地下空洞等异常情况，如果发现特殊情况，及时编制方案进行技术处理。
3.3做好技术交底
根据收集过铁路之前100米施工参数，编制技术交底，技术交底内容包括：推力、土压力、出土量、注浆量、泡沫添加比例、刀盘转速以及扭矩控制范围等关键参数。
3.4土压力控制
土压波动控制在±0.1bar范围之内，并合理使用泡沫等软土压，防止地下水的流失造成的地表沉降，确保穿越段地表沉降在允许范围之内。
土压力的控制要与监控测量紧密配合，如果监测数据反馈刀盘前的地面总是隆起且超过预警值，这时候要适当降低土压力；相反应提高土压力。
3.5出土量控制
本工程盾构管片每环长1.2m，掘进每环的土方量为33.9m3。添加剂使用按1.3～1.35倍的系数计算，则每环土方量为44～46m3。按照本工程使用的土斗容积为16m3，每出一斗土,进尺约43cm。
3.6管片拼装质量控制
管片拼装前，检查管片外观、橡胶止水带有无破损情况，如有损坏及时修复，不能修复的及时更换管片，清理橡胶止水带上的泥沙等杂物，保持清洁。
管片拼装时应尽量柔和，防止管片之间因撞击造成损坏。管片拼接应平整，错台满足规范要求。每块管片瓶装完成后及时拧紧连接螺栓，整环管片拼装完成后对其螺栓进行复紧。
3.7同步注浆控制
穿越铁路段施工时，将同步注浆材料换为水泥，使其浆液凝固时间缩短到20秒左右，最大程度的减少因浆液凝固时间造成的沉降和浆液损失，同步注浆量为2.8m3，注浆压力为0.25～0.3MPa。
在穿越段，将盾尾密封油脂加入量增加到一般段的2倍，确保不漏水，不漏浆，保证密封效果。
3.8二次补注浆、三次注浆控制
在盾尾后5环以外的管片进行壁后二次补浆，注浆材料为水灰比为1：1的纯水泥浆。注浆量控制在1.5m3，注浆压力控制在0.3～0.35MPa。
根据图纸要求，在铁路区段25m范围采用特殊的加强型管片，增加注浆孔，以便对已完成结构外侧三次补注浆，用来控制地面的后期沉降。
三次补注浆视沉降监测情况确定，注浆浆液为水泥-水玻璃双液浆。
3.9轴线控制
在过铁路段之前100m，调整好盾构轴线，确保穿越过程中不纠偏或者少纠偏，做到少超挖。严格控制油缸行程差、铰接油缸行程差，控制好盾尾间隙。
4洞外线路加固措施
4.1对既有线进行扣轨加固
根据专项设计文件，本工程线路加固采用3-5-3扣轨加固，线路加固范围为隧道中心两侧各43.75m，全长87.5m。
4.2路基注浆加固
注浆只对京哈上下行、丰双上下行等行车密度较大的四股道进行，技术措施如下：
(1)路基注浆范围为隧道中心两侧各17m，全长34m，宽度为线路中心以外各5m。
(2)浆液采用水泥-水玻璃浆液，注浆压力控制在0.3-0.5MPa，要严格控制注浆压力以保证路基不发生隆起.
(3)单侧注浆作业面上，注浆孔竖向间距400mm，沿线路纵向间距500mm,每行前后错开200mm，线路两侧注浆作业面上孔位按列交错布置。
（4）路基注浆完毕后，对路基注浆区域进行雷达检测，以检查实际注浆效果，防止在铁路线下出现空洞，避免对铁路运输安全造成影响。
4.3电缆改移防护
首先挖探沟对光电缆进行探测，确认电缆位置后挖出电缆，将电缆改移出施工影响范围，采用电缆槽和槽钢对其进行防护。施工完成后，将电缆复位，恢复埋地保护。施工期间24小时进行监护和测试，恢复埋地后，对终端设备运行情况进行测试，确保光电缆及设备的良好使用。
盾构影响范围内有一座发射塔，施工前对其基底进行注浆加固，确保其基础稳定。
4.4接触网及电力设备防护
盾构两侧有10接触网杆，盾构穿越前加强对该10根接触网杆的防护，对其基础进行临时支撑和注浆加固（位于线路外侧的支柱可同时安装拉线进行加固），盾构穿越完成后按相关要求对影响范围内的接触网及悬挂重新更换和调整。施工期间组织人员对施工影响范围内的接触网设备进行24小时监控、测量，发现问题及时处理。
5地表沉降监测
地表沉降监测在盾构距离监测断面50m处开始，到盾构远离监测断面后，沉降基本稳定后停止，地表沉降共布置28个断面，每断面间距10m，轨面监测共330个点，监测点间距3m，施工期间对电气化杆等进行监控测量，电气化杆监测频率为6次/天，若地面出现较大沉降时，应随时监测。
监测项目一览表
6结束语
采用洞内外加固方法下穿铁路营业线，对营业线影响降到最小，既保证了施工进度，同样保证了施工安全，在隧洞穿越铁路后，经过监测，沉降、位移均在可控范围之内，说明该方法在盾构隧洞下穿铁路营业线工程中是可行的，为以后类似工程，提供借鉴。
参考文献:
[1]《北京市南水北调配套工程东干渠工程穿越京哈铁路专项设计文件》
[2]《地铁工程监控量测技术规程》（DB11/490-2007）
[3]《盾构法施工技术及验收规范》（GB50208-2008）