本文選自北大核心級期刊《施工技術》。《施工技術》創刊于1958年，是由中華人民共和國住房和城鄉建設部主管，亞太建設科技信息研究院、中國建筑設計研究院、中國建筑工程總公司、中國土木工 程學會主辦，國際刊號ISSN:1002-8498,國內刊號CN:11-2831/TU.國內建設系統的國家級、核心科技期刊。

　　摘要:北京地鐵15號線工程施工過程中，采用盾構法穿越國鐵京承線。本文對盾構機穿越京城鐵路橋的施工技術進行了簡要介紹。

　　關鍵詞:地鐵15號線,穿越,鐵路橋,盾構,施工技術

　　盾構法是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法，它是將盾構機械在地中推進，通過盾構外殼和管片支承四周圍巖防止發生往隧道內的坍塌，同時在開挖 面前方用切削裝置進行土體開挖，通過出土機械運出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進，并拼裝預制混凝土管片，形成隧道結構的一種機械化施工方法。北京地鐵15 號線一期工程施工中穿越國鐵京承線應用此方法。

　　【照片1】地道橋梁及引道遠景【照片2】地道橋孔內道路狀況

　　一、北京地鐵15號線一期工程概況

　　（一）工程所在地地區概況。

　　1、地鐵區間狀況。本工程全稱為北京地鐵15號線一期工程07標段。工程跨越順義區府前西街段，其間需穿越國鐵京承線。

　　（1）盾構區間。北京地鐵15號線區間工程包括兩段盾構區間，俸伯站～順義站和順義站～石門站。其中，順義站為盾構通過站，區間長度 1189.413米，該區間穿過京承鐵路橋、京承鐵路橋。盾構在京承鐵路施工段里程為K41+515.38～K41+468.62，全長約 42.76m（共36環管片），該段區間隧道線間距為19.59m，隧道埋深為5～6m。

　　（2）穿越橋梁、橋墩。本工程盾構隧道襯砌外徑與廂式橋涵左邊跨側橋墩基礎樁的距離為13.29m，橋涵基礎底部與隧道頂部的距離為 5.57m，隧道頂與行車路面距離為6.15m，隧道頂與列車軌面距離為14.51m，廂式橋涵的間距為30.62m，整體隧道穿越鐵路橋長度約為 43m。

　　橋梁平面圖

　　（二）盾構需穿越的鐵路設施基本情況。

　　1、鐵路線路情況。現狀為6股道，其中京承正線兩股道為60Kg/m鋼軌，鋼筋混凝土枕，站線4股道為60Kg/m鋼軌,鋼筋混凝土枕。橋位處鐵路為直線，下部道床為碎石道床。采用電氣化牽引方式，橋上有接觸網桿；橋區內還布置有電力電纜（桿）等設備。

　　2、框架式地道橋情況。該地道橋建成于2001年。道路與鐵路線路按正交設計，框構橋頂面距軌底最小距離0.5m；設計活載按照“中－活載”，考慮列車制動力，列車沖擊力及活載土壓力。

　　（三）相關區域工程地質條件

　　1、土層情況。本工程與廂式橋涵相交處土層以粉質粘土為主。

　　2、水文地質。根據實測資料，本段線路賦存三層地下水，地下水類型分別為上層滯水、潛水和層間水。上層滯水水頭埋深2.1～6.5m，水頭標高 26.34～36.50m，含水層為粉土層；潛水水頭埋深11.5～19.5m，水頭標高19.302～3.85m，含水層為細中砂；層間水水頭埋深 23.5～27.0m，水頭標高7.39～13.60m，含水層為粉細砂層。

　　二、盾構工程施工

　　（一）前期技術保障及材料準備。

　　1、人員配置。在人員配置上保證分工明確、各司其職，從而為工程順利實施提供組織保障、技術保障、管理保障和安全保障。

　　2、材料準備。即物資保障。主要包括管片拼裝材料、軌道系統材料、螺栓及走道板、盾尾注漿材料、盾尾密封材料和土體改良材料。

　　3、機械準備。主要有：①盾構機。Φ6140mm鉸接式土壓平衡盾構機，該盾構機刀盤為輻條式。②龍門吊。50t+15t大龍門吊，用于渣土垂 直吊運及大重型設備吊運；16t小龍門吊，用于進行鋼軌、油脂等材料、電瓶車電池及管片的垂直吊運。③攪拌站。本工程配有一套1m3的攪拌站和新購一套 0.5m3攪拌站以供給壁后注漿。④運輸列車。⑤通風機。

　　（二）盾構實施。

　　1、工程重點。①盾構穿越京承鐵路橋做為本工程的一個重點，其主要體現在區間隧道和廂式橋涵基礎距離非常近，施工時必須加強隧道軸線控制，確保 盾構沿著設計軸線推進以保證廂式橋涵安全。②盾構施工時京承鐵路橋可能列車過往量大，因此對施工時的地面沉降控制提出了更高的要求。③為保證地鐵施工期間 及施工后既有京承鐵路的運營安全，需在施工期間對地下盾構施工采取特殊控制措施并在盾構施工前在地上對既有軌道采用扣軌加固及鐵路路基注漿加固措施。④同 時為保證鐵路運營的絕對安全，在整個施工過程中進行監控量測，隨時了解鐵路軌道及路基的變化情況。⑤加強施工監控量測和環境監控觀察，及時反饋信息。并根 據監測結果，進行二次補充注漿控制地層損失。⑥施工中出現滲漏水的部位要及時進行處理，避免地下水流失引起的固結沉降。

　　基礎樁與區間隧道相對位置平面圖、剖面圖

　　2、具體施工方法。

　　（1）施工前對京承鐵路橋涵部、墩臺、廂式橋涵基礎進行詳細的調查，對廂式橋涵破損部位、裂縫做詳細記錄并拍攝照片，對所有裂縫進行編號，記錄裂縫大小、長度。

　　（2）在盾構掘進影響范圍外按照規范要求設置監測基準點，并記錄初始數據，在每個橋墩上布置兩個沉降觀測點，并使沉降觀測點和基準點相聯

　　系。

　　3、主要施工措施。

　　（1）環節控制。掘進過程嚴格控制盾構機姿態，減小蛇行糾偏值；嚴格控制土倉壓力，根據地層情況設定好土壓和出土量，保持土壓平衡模式掘進。每一環掘進時嚴格控制出土量，防止超挖造成地層損失。

　　（2）同步注漿。嚴格規范同步注漿操作，以注漿壓力和注漿量進行雙控保證環形間隙填充質量；注漿管路要保證順暢，嚴格執行“掘進與注漿同步，不 注漿不掘進”的原則。保證環形空間及時飽滿的填充；如地表變形較大超過預警值時，應立即進行二次注漿施工，確保地表沉降控制在要求范圍內，必要時還應考慮 進行地表注漿，對京承鐵路橋墩基礎進行土體加固及糾編。

　　4、具體掘進參數。

　　（1）合理設置土壓力值。盾構推進時，控制螺旋輸送機出土量與掘進速度的關系，根據地面沉降監測信息的反饋，及時調整土壓，從而科學合理地設置土壓力值及相宜的推進速度等參數，防止超挖和欠挖，以減少對土體的擾動。

　　（2）刀盤轉速設定。降低刀盤轉速，刀盤轉速設定在1.1轉/min，減少刀盤對土體的擾動，防止地表沉降。（3）掘進速度設定。穿越隧道時掘進速度控制在10～20mm/min，防止掘進速度過快造成刀盤扭矩過大。

　　三、注漿

　　工程下穿京承鐵路橋階段的管片壁后注漿是控制地表沉降的關鍵所在，其目的在于控制隧道變形，防止地表沉降，防止管片位移，提高結構的抗滲能力。

　　1、漿液。漿液采用單液水泥漿。水泥采用超細水泥（可以確保漿液的填充效果）。注漿材料選用可注性強、經久耐用、結石體強度高，對地下水和周圍 環境無污染的水泥砂漿。盾構機穿越前針對區間地層的地質和水文條件，漿液配比設置為：水泥：砂：粉煤灰： 水=150（kg）：650（kg）：400（kg）：440(kg)。

　　2、注漿參數。注漿壓力是注漿施工主要的控制指標。理論上對于自穩性差的地層，注漿壓力應與開挖面的水土壓力之和平衡。注漿壓力應比理論值稍大，根據本段地質和隧道的覆土厚度情況，注漿壓力控制在0.16～0.20MPa。

　　3、注漿方法。注漿采用φ48長導管，注漿孔沿線路縱向間距600mm，橫向間距600mm，梅花狀布置，管身設φ8溢漿孔，孔間距15cm，注漿順序采用跳孔注漿的方式，隔孔注漿，待漿液穩定后再進行回注，鐵路路基東西兩側的注漿孔位交叉布設。

　　4、注漿量。盾構機的刀盤外徑為6230mm（隧道內徑φ=5400mm米，管片厚=300mm，每環管片長L=1200mm），每環同步注漿 需求量為理論注漿量的150％～200％，計算得：Q=4m3～5.5m3。注漿量還應根據隧道收斂監測情況隨時進行調整和動態管理。

　　3、注漿隱患處理。路基注漿應與線路加固施工密切配合，發現線路沉降后，及時調整加固體系，以確保軌道的水平，高低，軌距等滿足技術規程的要求。在對線路進行注漿加固施工期間，亦應對鐵路路基及地面進行嚴密的監控量測，防止產生路基及地面隆起。

　　在地鐵15號線穿越地道橋施工過程中，對京承鐵路及府前西街地道橋實施獨立、公正的監測，通過現場安全監測、現場安全巡視，掌握京承鐵路及府前 西街地道橋在地鐵施工過程中的沉降變形及受影響情況，為鐵路局等各相關單位提供參考依據，以便對施工過程實施全面監控和有效控制管理，確保工程安全和運營 安全。

　　【參考文獻】

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