摘 要：以洛陽市城市軌道交通2號線劉富村出入線區(qū)間近距離下穿洛宜、焦柳鐵路為工程背景，綜合考慮工程的經(jīng)濟(jì)性、安全性以及工期，提出相應(yīng)的鐵路鋼軌、路基和接觸網(wǎng)立柱加固保護(hù)方案;采用現(xiàn)場監(jiān)測證實(shí)了該方案的優(yōu)勢及可行性，解決了既有鐵路鋼軌、路基以及接觸網(wǎng)變形控制的施工難題。

　　關(guān)鍵詞：洛陽地鐵;盾構(gòu)隧道;近距離下穿;接觸網(wǎng)立柱;施工控制技術(shù)

　　0引言

　　近年來，我國城市配套的軌道交通重大工程開始了大規(guī)模建設(shè)，地鐵、高鐵、公路線路縱橫交錯(cuò)，難以避免出現(xiàn)一些新建地鐵隧道近距離下穿既有建(構(gòu))筑物的是高風(fēng)險(xiǎn)問題[1-3]。尤其當(dāng)盾構(gòu)隧道與鐵路基礎(chǔ)間距較近時(shí)，不僅對鐵路軌道結(jié)構(gòu)的安全性、平整性等提出了嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)，也對施工隊(duì)伍的技術(shù)水平提出了高要求。目前，國內(nèi)針對盾構(gòu)隧道下穿公路、鐵路施工的研究方法主要有理論分析、數(shù)值計(jì)算及現(xiàn)場測試。在理論分析方面，胡長明等[4]以西安地鐵某區(qū)間盾構(gòu)穿越富水砂層為背景，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)，采用線性回歸方法對原始Peck公式進(jìn)行修正;譚文輝、王靖等[5-6]采用回歸分析法對隧道開挖引起的地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，與Peck公式預(yù)測地表沉降進(jìn)行對比分析。

　　驗(yàn)證Peck公式的適應(yīng)性;程巧建[7]以廈門地鐵2號線下穿廈深線高速鐵路路基工程為背景，利用Peck公式和PLAXIS-2D等有限元軟件，探討盾構(gòu)施工對高速鐵路路基與軌道變形影響的時(shí)空分布規(guī)律，并通過現(xiàn)場試驗(yàn)段選取合理的盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)以控制路基沉降;彭華等[8]結(jié)合數(shù)值模擬及現(xiàn)場實(shí)測，對盾構(gòu)下穿施工中鐵路道床沉降的時(shí)程變化規(guī)律及沉降槽發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，探究沉降規(guī)律與盾構(gòu)施工參數(shù)的關(guān)系。

　　陳聰?shù)萚9]運(yùn)用ANSYS分別對不加固、注漿加固、隔離樁防護(hù)3種工況，隧道下穿鐵路橋梁樁基工程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到隔離樁防護(hù)措施的控制效果更顯著的結(jié)論。在施工技術(shù)應(yīng)用方面，彭江[10]針對盾構(gòu)隧道一次下穿廣深鐵路多股道的情況，提出袖閥管注漿加固路基的方案;王建國、孫斌等[11-12]就具體的盾構(gòu)隧道下穿既有鐵路項(xiàng)目，從位置關(guān)系與地質(zhì)條件入手，提出盾構(gòu)機(jī)穿越該區(qū)段前后的施工措施及監(jiān)測控制要點(diǎn)，以保證鐵路沉降值不超限。

　　總的來說，針對盾構(gòu)隧道下穿既有鐵路等相關(guān)問題的研究日益完善，極大地豐富了工程建設(shè)的理論依據(jù)，對施工過程中鐵路沉降的控制也有一些有效的方案措施被提出并應(yīng)用到實(shí)踐中。但目前在盾構(gòu)隧道近距離穿越鐵路路基的工程中針對鐵路路基及接觸網(wǎng)的加固措施研究尚屬少數(shù)。本文依托洛陽市軌道交通2號線劉富村出入線區(qū)間盾構(gòu)隧道，近距離穿越鐵路填方路基及接觸網(wǎng)，經(jīng)由專家、設(shè)計(jì)、供電段、業(yè)主、施工單位等多方共同商討，結(jié)合現(xiàn)場施工條件，提出對既有鐵路填方路基及接觸網(wǎng)的加固措施，大大縮短了工程的成本及工期。通過對該工程施工實(shí)踐的分析，以期為類似近距離下穿既有路基工程項(xiàng)目提供借鑒。

　　1工程概況

　　1.1工程簡介

　　洛陽市城市軌道交通2號線劉富村出入線區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)管片外徑6.20m，隧道下穿洛宜、焦柳鐵路路基，下穿段長約68.00m。區(qū)間與鐵路的夾角約36°～49°。下穿段坡度為3.1‰，左右線間距為12.50～13.20m。其中，焦柳鐵路為雙線電氣化鐵路線，主要為客、貨兩運(yùn)鐵路(客車每天52列，貨車每天123列)。該區(qū)段與兩條既有鐵路的平面位置關(guān)系。

　　區(qū)間右線主要從接觸網(wǎng)立柱#125處下穿，區(qū)間中線距#125接觸網(wǎng)立柱最小水平距離為0.89m，左線從接觸網(wǎng)立柱#126處下穿，區(qū)間中線距#126接觸網(wǎng)線桿最小水平距離為1.13m;接觸網(wǎng)立柱地下埋深3.50m，地上高12.00m，電壓27.5kV，盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)距接觸網(wǎng)立柱最小豎向距離為8.48m。

　　1.2工程地質(zhì)條件

　　區(qū)間右線隧道中心線(1-1'剖面)的縱向地質(zhì)剖面，由上至下地層主要分為雜填土、黃土狀粉質(zhì)黏土和卵石土，隧道穿越的主要地層為卵石層。其中雜填土呈雜色，土質(zhì)松散不均，由粉質(zhì)黏土、粉砂土、建筑垃圾組成;黃土狀粉質(zhì)黏土呈褐黃-褐灰色，土質(zhì)較均勻，針狀孔隙發(fā)育，含少量氧化鐵斑點(diǎn)、碳沫等。含零星鈣質(zhì)結(jié)核，局部在層底富集成層，不具濕陷性;卵石為雜色，飽和，密實(shí)。巖性主要為安山巖、玄武巖、石英砂巖，中風(fēng)化，磨圓度中等，多呈亞圓形，在鉆孔中揭示一般粒徑2～8cm，最大粒徑超過15cm。

　　1.3水文地質(zhì)條件

　　區(qū)間地下水類型主要為第四系卵石孔隙潛水，水位埋深約16m。卵石孔隙潛水的分布不穩(wěn)定，受大氣降水及地表水的補(bǔ)給，以蒸發(fā)、人工開采及河流排泄為主，地下水埋藏較淺。

　　2施工控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

　　盾構(gòu)近距離下穿洛宜、焦柳鐵路施工中，對既有鐵路鋼軌、填方路基及接觸網(wǎng)均存在諸多風(fēng)險(xiǎn)和不穩(wěn)定性的因素，一旦施工控制不當(dāng)，不僅會(huì)大大影響施工進(jìn)度，增加施工成本，還會(huì)波及既有鐵路鋼軌的平整，影響鋼軌等結(jié)構(gòu)的服役安全，從而嚴(yán)重影響運(yùn)營列車的行駛安全。因此，根據(jù)規(guī)范[13-14]，針對區(qū)間近距離穿越鐵路路基段列出了控制標(biāo)準(zhǔn)：軌面沉降值≤10mm;軌距偏差值不得超過−6mm、+12mm。

　　相鄰兩股鋼軌水平高差≤10mm;路基最大沉降值≤15mm，地面最大沉降值≤20mm;接觸網(wǎng)線最大沉降值≤30mm，接觸網(wǎng)支柱按接觸線導(dǎo)線高度作為沉降觀測依據(jù)≤6mm，接觸網(wǎng)立柱橫線路方向傾斜允許偏差0.5%，支柱順線路方向傾斜允許偏差0.5%。3加固方案設(shè)計(jì)盾構(gòu)施工前，由專家、設(shè)計(jì)、供電段、業(yè)主、施工單位多方研究，結(jié)合現(xiàn)場施工條件，提出針對既有鐵路路基及軌道周邊接觸網(wǎng)立柱的加固方案。

　　3.1鐵路鋼軌架空

　　鐵路路基方位內(nèi)敷設(shè)有電力、通信、信號等多條光電纜，在盾構(gòu)下穿鐵路前，對既有鐵路軌道進(jìn)行架空并對路基注漿加固，以防止局部沉降拉斷電纜。鋼軌架空范圍。預(yù)先采用D24型便梁架空加固線路，沿線路方向加固長約49.0m，D24型便梁樁基直徑1.5m，區(qū)間左、右線間樁長18.5m，區(qū)間側(cè)邊樁長12.0m。路基加固也可有效防止接觸網(wǎng)立柱傾覆，加固示意。鉆孔間、排距均為2.0m×2.0m，呈梅花形布設(shè)，下插角5°，鉆孔長10.0～15.0m;采用ϕ42×5mm鋼花管，沿管壁間隔0.2m鉆孔，呈梅花形布設(shè)，孔徑60～80mm。注漿采用1∶1水泥-水玻璃雙液漿，注漿壓力0.2～0.4MPa。

　　3.2路基及接觸網(wǎng)立柱加固方案

　　盾構(gòu)下穿鐵路施工中，接觸網(wǎng)立柱遷改和原位加固兩種方案，經(jīng)比選采用原位方案。遷改即在避開隧道結(jié)構(gòu)一定距離后設(shè)置臨時(shí)立柱，接觸網(wǎng)連接到臨時(shí)網(wǎng)桿上，待沉降穩(wěn)定后回遷。優(yōu)點(diǎn)是可確保接觸網(wǎng)安全，缺點(diǎn)是施工手續(xù)辦理復(fù)雜，需要專業(yè)施工隊(duì)伍，施工周期長，需要接觸網(wǎng)停電，鄰近鐵路兩側(cè)均需有汽車吊(履帶吊)占位場地，否則需專用軌道吊進(jìn)行立柱吊裝作業(yè)。原位保護(hù)即保持接觸網(wǎng)立柱原位不動(dòng)，采取一定的加固保護(hù)措施，不需要占位場地或?qū)Ｓ密壍赖酢?yōu)點(diǎn)是施工方便快捷，可保證鐵路正常運(yùn)營，避免相關(guān)手續(xù)辦理，節(jié)省工期，缺點(diǎn)是施工中需要供電段的密切配合，占用鐵路搶修資源。

　　3.2.1接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)加固

　　盾構(gòu)穿越前，豎向打設(shè)3排ϕ42×5mm鋼花管，壓注1∶1水泥-水玻璃雙液漿，注漿壓力和注漿量根據(jù)現(xiàn)場注漿試驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)和調(diào)整，注漿壓力建議0.2～0.4MPa。注漿時(shí)須由供電段安排專人旁站，并由施工監(jiān)測人員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。接觸網(wǎng)基礎(chǔ)注漿加固。

　　3.2.2接觸網(wǎng)立柱上部路基加固

　　為防止立柱傾斜，在沿線路大小里程側(cè)分別設(shè)置拉線，在遠(yuǎn)離區(qū)間側(cè)設(shè)置斜撐(杉木材質(zhì))，在杉木桿下方搭設(shè)支架。正常情況下拉線和斜撐均不受力，當(dāng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)立柱發(fā)生傾斜需要調(diào)整時(shí)，則拉緊與傾斜方向相反的拉線，如接觸網(wǎng)立柱向遠(yuǎn)離區(qū)間側(cè)傾斜，則頂緊斜撐。接觸網(wǎng)立柱加固。

　　接觸網(wǎng)立柱原位加固，應(yīng)做好監(jiān)測，與供電段保持密切聯(lián)系，及時(shí)報(bào)送監(jiān)測數(shù)據(jù)。現(xiàn)場準(zhǔn)備搶修網(wǎng)桿，搶修人員24小時(shí)現(xiàn)場待命。本次施工為鋼軌架空，不具備臨時(shí)立柱固定條件，需提前加工能夠快速固定在架空設(shè)施上的臨時(shí)立柱基座。

　　3.3洞內(nèi)注漿加固

　　盾構(gòu)下穿焦柳鐵路過程中，在管片上增設(shè)注漿孔(預(yù)埋注漿管)，根據(jù)地質(zhì)及掘進(jìn)情況，對隧道周邊3m范圍內(nèi)的地層進(jìn)行注漿加固。注漿材料采用雙液漿，注漿參數(shù)經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)確定;注漿施工結(jié)束后注漿孔采用微膨脹水泥封堵。二次深孔加強(qiáng)注漿加固采用雙液漿，注漿遵循“多點(diǎn)、低壓、多次”原則。

　　4監(jiān)控量測及加固效果

　　4.1監(jiān)控內(nèi)容盾構(gòu)下穿鐵路施工期間，須對線路進(jìn)行加密監(jiān)控，并實(shí)時(shí)巡查，做好相關(guān)記錄。

　　4.2監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)施工過程中監(jiān)測點(diǎn)必須能及時(shí)反饋施工影響，并遵循鐵路運(yùn)營部門的相關(guān)規(guī)定。下穿區(qū)段沉降監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)平面。

　　4.3工程實(shí)施效果左線盾構(gòu)機(jī)于2019年12月11日凌晨刀盤進(jìn)入接觸網(wǎng)桿#126位置，于12月17日凌晨刀盤進(jìn)入接觸網(wǎng)桿#125，施工過程中，施工單位和第三方監(jiān)測單位4個(gè)月內(nèi)監(jiān)測到立柱累計(jì)沉降值為21.99mm，各方向傾斜均沒有超過0.3%，路基最大沉降值及鋼軌的軌面沉降、水平高差均小于變形控制標(biāo)準(zhǔn)，施工過程中均未對行車造成影響。

　　5結(jié)語

　　洛陽市軌道交通2號線劉富村出入線區(qū)間近距離下穿洛宜、焦柳鐵路，為解決工程中所面臨的既有鐵路鋼軌、路基及接觸網(wǎng)變形控制等問題，采用相應(yīng)的鐵路路基加固措施，并通過現(xiàn)場監(jiān)測證實(shí)了該方案的優(yōu)勢及可行性。

　　(1)當(dāng)區(qū)間盾構(gòu)隧道近距離下穿既有鐵路時(shí)，應(yīng)對鐵路路基段進(jìn)行加固保護(hù)。加固措施包括在盾構(gòu)隧道通過前對鐵路鋼軌進(jìn)行輔助架空，對路基進(jìn)行注漿加固，在隧道掘進(jìn)通過該區(qū)段時(shí)從洞內(nèi)對周圍地層進(jìn)行注漿加固以及對軌道周邊接觸網(wǎng)立柱進(jìn)行加固。

　　(2)為保證鐵路正常運(yùn)營的同時(shí)保證工期，選擇對接觸網(wǎng)立柱進(jìn)行原位加固保護(hù)。對接觸網(wǎng)基礎(chǔ)進(jìn)行注漿預(yù)加固，對接觸網(wǎng)桿采用拉線和支架支撐的方式進(jìn)行輔助加固，防止傾斜。

　　(3)實(shí)際施工過程中的接觸網(wǎng)立柱沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)表明：接觸網(wǎng)立柱的加固措施是可行的，且具有施工工作量小，對行車影響小、費(fèi)用低、安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，相對于遷改，加快了施工進(jìn)度，節(jié)約了施工成本。

　　參考文獻(xiàn)(References)：

　　[1]劉新軍.地鐵隧道下穿高速鐵路聯(lián)絡(luò)線路基安全影響分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2017,61(6):131−136.LIUXJ.Analysisofinfluenceofsubwaytunnelingunder-passinghighspeedrailwayconnectinglinesubgrade[J].RailwayStandardDesign,2017,61(6):131−136.

　　[2]王先明,魯茜茜,蹇蘊(yùn)奇,等.盾構(gòu)隧道下穿既有鐵路路基及框架箱涵地表沉降分析[J].路基工程,2020(2):119−124.

　　作者：丁延昌

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