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北京地鐵5號線下穿既有鐵路的隧道施工

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標簽:工程設計, 北京地鐵5號線下穿既有鐵路的隧道施工,http://www.nvlbio.live

1 概述

北京地鐵5號線蒲黃榆站至天
壇東門站區間隧道在玉蜓橋兩側
下穿京山鐵路,地鐵左線隧道在京
山鐵路上行線K7+109.8、下行線
K7+118.4處與之相交,右線隧道在
京山鐵路上行線K7+022.8、下行線
K7+030.1與之相交。估計影響鐵路
的范圍為相交點前后各25 m。在此
影響范圍內的京山上下行線是采用
鋼筋混凝土軌枕、60 kg/m 無縫線
路、R=920 m的曲線段。京山上行
154#、京山下行153#接觸網混凝土
支柱位于地鐵隧道上方,隧道開挖
對其可能會產生一定影響。

區間隧道采用淺埋暗挖法施

工。地鐵區間隧道為馬蹄形隧道,開
挖高度6.3m,寬度5.8m。為保證
掌子面穩定,采用臺階留核心土的
開挖方式。結構包
括初期支護(厚
25 cm C20早強噴
射混凝土,內含鋼
筋格柵)和二次襯
砌(厚30 cm C30
鋼筋混凝土)。初期
支護與二襯之間鋪
設防水層,見圖1。

該段地鐵隧道
埋深17.0m(隧道
頂距地面高度),
自上而下地層地質
剖面包括雜填土約

1.5m、粉土約6m、粘土約2.5m、
粉細砂約6 m、中粗砂約1 m。
對潛水采用輻射井降水,承壓
水水面在隧道底板以下。

2 穿越京山鐵路段總體方案

(1)隧道開挖前對線路的加固
措施。按線路加固要求的位置更換
圖1 區間隧道標準斷面圖(單位:mm)
孔保德:北京市軌道交通建設管理有限公司,工程師,北京 100007

現代城市軌道交通3/2006 MODERNURBANTRANSIT

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圖2線路加固示意圖( 單位:mm)
工程實


枕木,增設縱橫梁(圖2)。枕底搗
固密實,線路整修達標,施工地點兩
側各300 m 防爬鎖定復緊一遍,以
防爬行。更換枕木23根(每股),枕
長2.9m。

扣軌束為3-5-3式,軌型43kg/m。道心扣軌間隔應均勻,并在
主軌與扣軌腰間放置間隔木,防止
連電。鋼軌接頭應錯開1.0m,.. 之后
在扣軌兩端用臨時木梭頭釘固。

(2)對接觸網混凝土支柱的加
固措施。為了防止154#、153#支柱
下沉,采取臨時支柱加固方式,即
分別用枕木下穿支柱根部。
3 區間隧道淺埋暗挖技術

3.1
隧道下穿鐵路施工時采取的
加強措施
為確保隧道施工安全和線路設
施安全,除要求鐵路部門對線路進
行加固處理外,同時在該地段隧道
施工時采用三方面的加強措施,見
表1。

3.2
全斷面帷幕注漿施工
3.2.1
注漿施工參數
(1) 注漿導管。在拱部開挖輪
廓線外對地層進行預加固的注漿
范圍采用
φ
48 mm 的普通鋼管,
壁厚3.5mm,管端呈30
。
錐體,預
留止漿段3.0 m。拱部以下注漿
北京地鐵5號線下穿既有鐵路的隧道施工孔保德

范圍內采用
φ
48 mm 的
PVC管,壁
厚3.5 mm。

(2) 漿
液材料。普
通水泥+防
水外加劑
(水∶水泥
=0.6∶1)..

(中粗砂、卵石圓礫中,擴散半
徑為0.6 m);超細加固型TGRM
水泥特種灌漿料(水∶TGRM=

0.6∶1).. (粉土、粉質粘土中,擴
散半徑為0.4m)。
(3) 注漿順序為先上后下,先
外后內,后退式分段注漿(抽管時分
段設止漿塞)。
3.2.2
注漿工序及技術措施
全斷面帷幕注漿加固范圍為開
挖輪廓外2.5m范圍,縱向注漿長度

為鐵路兩側各12m。區間隧道過京
山鐵路段的帷幕注漿加固見圖3。

全斷面帷幕注漿選用的機械
設備有:XY-2 型地質鉆機和
PH15型注漿機。帷幕注漿的工藝
流程如下。

(1)封閉掌子面:注漿前要對
掌子面進行網噴混凝土封閉處理。
根據注漿壓力(砂層—0.6MPa,土
層—1.0MPa)不同,調整封閉掌子
面混凝土厚度約15cm,.. 但最小厚度
不小于10 cm。必要時應鋪設鋼筋
網片并打設錨管,確保掌子面在注
漿時不產生裂紋和隆起。
(2)施作注漿孔。根據設計定
出孔位,并計算各注漿孔的長度和
角度。鉆孔順序從拱頂處自上而
下、由外向內鉆設,每成一孔及時
退出鉆機,安裝注漿管。成孔直徑
為73 mm,以利于安裝注漿管,并
便于封堵孔壁和管壁間空隙,保證
表1隧道下穿鐵路施工時采取的加強措施



支護區間隧道在標準段區間隧道下穿京山鐵路段
每榀間距/cm75 50
主筋直徑/mm22 25
橫撐無I20 工字鋼橫撐(每榀1 根)
帷幕注漿無有( 止水、加固、控制沉降)
圖3帷幕注漿加固(單位:mm)
~..
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MODERNURBANTRANSIT 3/2006 現代城市軌道交通



北京地鐵5號線下穿既有鐵路的隧道施工孔保德

工程實踐

圖4注漿加固范圍( 單位:mm)
注漿效果。注漿范圍見圖4。

(3)注漿。注漿管安裝完成后,
對掌子面進行二次封閉,然后進行
注漿。注漿采用后退式分段注漿,
將12m的注漿管分成10段,通過
調整注漿管內的止漿閥位置實現
分段注漿。封閉掌子面后,先注
TGRM水泥特種灌漿料(水∶TGRM=
0.6∶1),該漿液料能將孔壁和管壁
間的空隙填充密實,并具有一定強
度。對所有的注漿管進行填充加固
后,再對每一根管進行分段后退式
注漿,注漿材料為超細型TGRM水
泥特種灌漿料(水∶TGRM=0.8∶1),
注漿壓力為0.6 MPa。注漿效果可
通過預留觀察孔、注漿壓力和注漿
量等因素綜合分析進行預測。開挖
過程中對注漿效果不理想部位應進
行重新注漿加固,以保證施工安全。
3.3
穿越京山鐵路段隧道開挖支
護施工
施工步驟如下:

(1)土方開挖。在全斷面帷幕
注漿加固土體后,開挖掌子面土體,
采用環向開挖保留核心土,核心土
長度約1.5 m,環向開挖寬度80~
100cm?v向開挖進尺為一榀格柵
間距(區間隧道穿越京山鐵路段格
柵間距為50 cm)。

(2)格柵架立。
開挖完成后,架設格
柵,保證格柵高程及
位置的準確。格柵拱
腳應架設在木板上,
嚴禁直接架設在虛土
上。格柵法蘭連接螺
栓必須連接牢固。為
有效控制該段地面沉
降,使上臺階盡早形
成封閉結構,上臺階
格柵拱腳處架設I20工字鋼橫撐。

(3)噴射混凝土。格柵架立完
成并經驗收合格后施作噴射混凝土。
噴C20混凝土,厚度為250 mm。
噴混凝土時,在縱向每隔2m在
拱部120
。
范圍埋設一環注漿管,待
上下臺階開挖、初支封閉成環后及
時注漿回填,壓力控制在0.3 MPa
左右。

(4)鎖腳錨管打設。上臺階格
柵架設后,拱腳處打設2根鎖腳錨
管,錨管采用
φ
42.3 mm 鋼管,長
3.5m,下傾角10
。
左右,注水泥砂
漿填充,壓力0.2MPa。鎖腳錨管的
打設應及時緊跟格柵,錨管打設時
對周圍土體有擾動,可能會出現局
部土體坍塌,可先噴10 cm厚混凝
土,再打設鎖腳錨管。

(5)封閉掌子面。如掌子面不
能及時開挖,應對掌子面進行封閉,
掛網噴5~10cm厚混凝土。如掌子
面還不夠穩定,則需在掌子面打設
錨管,并加厚噴混凝土厚度。
(6)隧道下臺階施工。上下臺
階的距離控制在3.0~5.0m,既能
保證上臺階施工時掌子面的穩定,
又能保證隧道初期支護早封閉成環,
也為施工提供足夠的空間。下臺階
支護參數同上臺階。
加強初期支護的措施:二次襯
砌施工前,為確保隧道結構安全和
鐵路運營安全,可在初支完成后,在
隧道中增加呈十字形布設的I20工
字鋼臨時支撐。

4 監控量測

4.1
監測項目、監測儀器及監測
頻率(表2)。
4.2
地表測點布置
縱向沿區間隧道開挖方向每隔
2m,.. 橫向垂直區間隧道開挖方向每
隔3 m,呈矩形網格布置測點。

表2監控量測方案


觀測項目
量測方法
量測頻率
量測持
1~7 7~15 15~30 30 天
號及工具天天天以后續時間
1 地層及支護現場觀測
情況觀察地質描述
2 次/天
地表、地面建徠卡NA2 精密
2
筑、地下構筑水準儀及GMP3直到二
物與管線的變測微器,量測
2 次/天1 次/天1 次/2 天1 次/3 天
襯結束
化觀測精度0.1 mm 。
徠卡NA2 精密
3 拱頂下沉
水準儀及GMP3直到二
測微器, 量測
2 次/天1 次/天1 次/2 天
襯結束
精度0.1 mm 。
GR-85 型坑道
直到二
4 凈空收斂周邊收斂儀, 監2 次/天1 次/天1 次/2 天

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