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2017-11

地铁盾构下穿既有轨道群及曲线空推 关键技术研究

新闻来源:黄大仙综合资料大全责任编辑:日期:2017-11-25

一、基本概况
 

福州地铁1号线罗汉山站~福州火车站站区间采用矿山法加盾构法施工,区间盾构隧道上行线起讫点里程为:SK3+712.8~SK4+223.7,长510.9m,下行线里程为XK3+722.01~XK4+223.7,长501.69m。2#竖井~福州火车站区间隧道总长1012.59m。其中盾构段空推段长度为560.845m,实推长度为451.745m。


盾构由2#竖井SK3+712.8始发空推,沿站西路由北向南,在SK3+996完成空推后进行二次始发,空推段长度为283.2m;在对应SK4+029~SK4+171.426段,盾构区间隧道下穿地表铁路轨道,沿规划西路向南下穿福州火车站咽喉区(车站正线14股道,其中新建7股道为客运专线,2组道岔,铁路路堤高2m,有砟道床。),平面与其约成60度角,线间距11m-14.65m。穿越段里程为:XK4+038.931~XK+191.956、SK4+029.687~SK4+171.426,盾构区间隧道下穿排洪涵管桩,所在咽喉区距铁路站台1股道最近20m,最远的15股道138m。铁路下方有1座行包地道,1座交通涵和1座排水涵,涵洞下部管桩桩底与隧道最近在上行线,最近约1.05m。交通涵底部距隧顶5.26m。


盾构隧道经过该地段原状土多为淤泥层,盾构隧道埋深13.6m~15m,掘进地层主要为:杂填土3~5m、淤泥质粘土5~6m、粉质粘土6~8m,局部全风化及散体状装强风化花岗岩。


二、疑难问题


盾构由2#竖井单井整机始发后超长距离小半径曲线空推施工,单线空推长度达283.2m,空推半径为400m,空推过程中需克服止水条压不紧、管片上浮、管片侧向位移而导致出现管片错台破损及渗漏水等问题;盾构完成空推二次始发后下穿福州火车站西咽喉区轨道群施工,下穿范围包括到发线12条、经过线2条、牵出线1条,共15股轨道。其中穿越铁路段隧道埋深为15.1m~19m,其中铁路下方交通涵底部距隧顶5.26m、管涵下部管桩桩底与隧道上行线最近约1.05m。盾构下穿属于既有线施工,盾构下穿过程中对路基沉降、轨道几何状态的要求非常高,路基、线路、轨面等单次沉降不超过2mm,累计沉降不超过6mm。盾构下穿轨道群后达到福州火车站西咽喉区接收井,由于场地条件限制,地面不具备加固条件,且盾构接收井下行线井口全部封闭,盾构接收风险高。


三、解决方法


3.1


优化单井井口盾构始发布置,利用微型门吊专利技术,实现盾构单井整机始发。首先在暗挖隧道施工导台并堆填豆粒石,为盾构推进提供反力,从而压紧止水条,保证止水效果及管片支撑作用。其次采用壁后排水技术,预先在隧道导台两侧埋设盲管,推进过程中隧道内积水可以通过盲管排出,并结合隧道内管片吊装孔排水方式,排空管片与初支间隙的积水,阻止了管片上浮。最后通过改造注浆设备及采用新型注浆方式,使同步注浆、二次注浆及壁后填充注浆相结合,保证了管片壁后填充密实,避免了管片出现位移、错台及破损等质量问题。


3.2动态监测信息反馈技术


首先采用地面加固处理措施,即在盾构下穿前,沿隧道纵向进行袖阀管劈裂注浆加固及旋喷桩加固,并对轨道进行扣轨保护。其次利用动态监测技术,对地表、站台、轨面、接触网立柱、建构筑物、地下水位布设沉降监测点、隧道内布设沉降收敛监测点等,利用沉降监测点进行动态监测信息反馈。最后在盾构下穿掘进前将盾构刀具整体更换,盾构掘进过程中根据动态监测数据,对盾构掘进参数进行土压、注浆量、注浆压力、盾构掘进速度等参数进行调调整,控制盾构出土量,并根据后期动态监测数据进行后期定向二次补注浆。


3.3


盾构接收端头井位置位于福州火车站站台西南角位置,距离咽喉区铁路站台1股道最近为20m,距离铁路行包出口
位置约1.5m,针对接收井场地狭。薹ń械孛婕庸,且端头井地质条件及周边环境复杂,采用水平加固效果难以保证,经多方论证决定采用密闭钢套筒平衡接收施工工艺,地面采用钻孔注浆及洞门水平注浆加固配合施工。盾构到达前首先进行地面钻孔注浆及洞门水平注浆加固,其次进行钢套筒安装、加固、填料、加压及盾构破除洞门在钢套筒内继续掘进并进行洞门封堵。最后拆除钢铁套筒及盾构吊出,完成盾构接收。


四、成果形式


4.1.工法


1、2015年度企业级工法:小半径曲线隧道盾构空推段堆填


推进施工工法(GZSJGF04-15-35)


4.2.发明专利


1、盾构机单井整体始发施工方法(ZL201510227543.1)


4.3.实用新型专利


1、微型门吊装置(ZL201520288937.3)


五、成果持有单位


中铁四局集团有限公司城市轨道交通工程分公司


六、联系方式


联系人:鲍俊捷;联系电话:0551-65249076。

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