中铁十八局集团轨道交通工程有限公司广西南宁530000
摘要：在轨道与钢轨之间发生不均匀沉降，特别是当隧道中线方向与高铁线中心线之间存在较大角度时，土体的沉降不同，增加了轨道之间的不规则性。
关键词：叠线盾构；隧道下穿；高速铁路站场；轨道群；施工技术
1工程概述
深圳地铁7号线笋岗站～洪湖站区间位于深圳市罗湖区，线路出笋岗站后沿梅园路东行，依次下穿彩虹桥西引桥、广深铁路北站站场、洪湖西路、布吉河和洪湖，最后到达洪湖站。区间全长1054m。区间前400m为上下重叠隧道，随后左右线隧道水平方向逐渐分开，最后又逐渐重叠到达洪湖站。本区间采用盾构法施工，洪湖站始发，笋岗站接收。按先下后上原则分别进行左、右线掘进。区间在里程DK27+230～DK27+400横穿深圳火车北站站场，穿越的轨道有26股之多，其道床为碎石道床，左右线隧道在穿越段基本为上下重叠隧道，隧道最小埋深约15.6m。下穿段笋岗火车站站场的咽喉部分，为道岔群区段，电务信号多，行车密度大，每日开行列车217对，盾构掘进施工时如果压力平衡控制不好，地层损失超限，地表不均匀沉降，极易造成站场内铁路轨道和电气化立柱的不均匀沉降，影响行车安全。
2主要施工技术措施
2.1地面加固措施
2.1.1线路路基加固施工
注浆加固地层为砂砾层，厚2～6.6m。加固范围长87.9m、66.6m；宽度29m，深度6～15m。在盾构通过路径的铁路路基上埋设袖阀管，间距1～1.5m，梅花形布置，具体钻孔位置可以根据现场铁路及设备情况调整。注浆材料为水泥浆，水泥采用42.5R普硅水泥，水灰比为0.75～1，掺适量减水剂。注浆压力：砂层0.5～1.2MPa、粘土层0.6～1Mpa。
2.1.2铁路线路加固
1）正线加固措施。对于正线及影响范围内的站线拟采用人工挖孔桩与工字钢梁（D型便梁）对线路进行架空保护，正线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等4条线与正线两侧5、6、7、9、11等5条线共9股道的架空施工主跨采用D24型便梁，附跨采用D16型便梁；D型梁加固及道岔区的纵横梁加固采用挖孔桩支撑，钢轨束地段采用枕木垛支撑。
便梁架空线路工作顺序表：
画线定位→线路防爬加强→设置基础→慢行→移纵梁→纵梁到位→扒碴拔枕→插入横梁与另一片纵梁→连接另一端→定纵梁至设计位置→装组合扣件→上斜杆→巡检。
2）其他线路加固措施。①13道、15道、17道、27道、29道、31道、33道、35道采用钢轨束扣轨。②18道、16道、14道、12道、8道、19道、21道、23道、25道、J2道在道岔位置采用纵横梁加固方法，非道岔段采用进行钢轨束扣轨，长度为25m。在道岔位置上的混凝土枕需抽换成木枕。
2.2洞内掘进控制措施
2.2.1试验段设置
穿越广深铁路成功的关键点之一是在控制好盾构掘进时的施工参数：土压力、总推力、注浆量、渣土改良、推进速度、刀盘扭矩和转速、出土量等。为确保穿越火车站施工期间的安全，在盾构下穿前设置长度为60m的试验段（对应起始里程为DK27+290.955、终点里程为DK27+230.955，分3小段设置3组不同参数进行试验），优化出最佳控制指标和参考值，下穿阶段参考试验段积累的经验再结合现场的施工状况和测量、监测反馈的数据指导施工。
2.2.2严格控制盾构掘进姿态
盾构姿态的控制是盾构工法的重点，是保证盾构顺利施工的重要因素。尤其在曲线掘进时必须注意以下几个方面：1）控制好掘进的技术参数，如土压、推进速度等。当土压过低或过高时，不仅容易造成地层的沉降或隆起，而且对盾构姿态的控制也有影响，容易造成盾构下沉；推进速度过快或过慢均不利于纠偏；2）正确进行盾构千斤顶的编组及分区油压的控制，推进时对千斤顶选择的正确与否直接关系到盾构姿态的偏差控制；3）合理使用盾构的铰接装置，当盾构偏离隧道设计轴线较多、盾构进行小径曲线施工时或者盾构姿态极差，通过调整千斤顶的编组与选择及分区油压控制都较难以达到目的时，可通过开启盾构铰接装置，进行掘进施工，推进时根据盾构姿态的测量数据随时调整中折角度，直到盾构回到设计轴线上来。
2.2.3严格控制管片的拼装质量
为了提高管片的拼装质量，推进油缸行程在1750mm以上才能进行管片拼装，否则会加大k块的拼装难度，也可能降低拼装质量。首先进行盾尾间隙的测量，然后根据油缸行程、测量系统提供的参数和行进轨迹与趋势选择k块位置的选择。管片拼装操作手在拼装之前，应检查管片、止水胶条有无破损情况，如有破损应修复，不能修复的应该更换管片，清理止水胶条上的泥沙等杂物（包括已拼装和等待拼装的管片）。清理盾尾内沉积的泥沙和污水。在拼装的时候操作拼装机尽量柔和，防止管片之间剧烈撞击而损坏止水胶条和管片。纵向和环向管片平面平整，不错台。在每拼装完一块管片后，及时紧螺栓，在整环拼装完成后要对整环管片的螺栓进行复紧。在管片脱出盾尾后再次进行管片螺栓的复紧。在盾构机接近笋岗火车站站场前，在地质相类似的地段做好模拟掘进，调整盾构姿态及掘进参数，精确控制掘进方向，减少纠偏量。
2.2.4同步注浆及二次补浆措施
在穿铁路施工时，对注浆的配比和注浆方式进行调整，缩短浆液的初凝时间并提高浆液的初凝强度，浆液配比参考“水泥：砂：水：粉煤灰：膨润土=143∶950∶428∶332∶50或160∶750∶430∶400∶100或120∶680∶430∶400∶100”3组数据进行调配，将初凝时间控制在6h之内，现场提前做好浆液测试，并根据试验和试用结果进行优化。为保证浆液在管片外充填密实，减小地面沉降，对盾尾后部5环以外的管片进行壁后二次补浆，注浆材料选用水灰比为1：1的纯水泥浆，注浆压力控制在3bar；注浆位置尽量选在管片上半部；视地面监测信息适时采用快凝型浆液。在施工过程中对注浆应加强管理，注浆操作是盾构施工中的一个关键工序。为防止土体挤入盾尾空隙，必需严格按照“确保注浆压力，兼顾注浆量”的双重保障原则，对注浆量一定要确保在理论计算值的140%～200%，并做好如下控制措施：1）注浆操作必需有专人完成，在每环掘进完成后必需对注浆量进行记录，当发现注浆量变化较大时，应认真分析其原因，通过加大注浆压力等方法补注，当补注不能进行时必需及时进行二次（3次）补浆。2）此区域盾构施工采用四点注浆，来控制成型隧道的质量。3）为保证浆液的质量，要对制备浆液的原材料进行严格控制，定期取样测定凝结时间、结实率等参数。
2.2.5盾构操作控制
在过铁路区域之前，尽量控制好盾构的轴线，争取在穿越铁路的过程中不纠偏或者少纠偏，尽量做到少超挖。严格控制4个推进油缸分区油缸行程差及铰接油缸行程差，控制好盾尾间隙。临时异常停机措施如下：1）为保持开挖面的稳定，防止周围土体坍塌将盾构机刀盘抱死，造成刀盘启动扭拒过大，在盾构机停机后，向刀盘和土仓内注入适量的膨润土浆液，膨润土浆液建议配比为膨润土：水=300∶700（质量比），膨润土浆需提前制备好并充分膨化。在注入膨润土浆液的过程中，同时旋转刀盘，使仓内的砂土与浆液充分混合，以利于在开挖面和刀盘四周形成泥膜，达到保持开挖面稳定的要求。2）在停机时间超过24h以上时，为防止泡沫的消散，仅通过注入稠膨润土浆来维持开挖面的稳定，在停机期间应密切注意仓内土压力的变化及时保压。
结论
世界各国的铁路部门均对线路不均匀沉降、钢轨不平顺有着严格要求。特别是高速铁路，要保证高平顺度的要求。城市轨道交通盾构下穿既有高速铁路隧道施工时，钢轨间会出现差异性沉降，特别是当隧道中心线方向和既有高铁线中心线之间存在较大夹角时，钢轨的前后和左右下方的土体沉降量是不同的，增加了钢轨间的不平顺。
参考文献：
[1]许有俊,陶连金,李文博,范俊毅,王文沛.地铁双线盾构隧道下穿高速铁路路基沉降分析[J].北京工业大学学报,2017,36(12):1618-1623.
[2]曹国旭,唐文鹏,蔺云宏.地铁盾构隧道下穿对铁路股道影响的探讨[J].广东交通职业技术学院学报,2017，10(02):26-29+35.