地铁盾构区间下穿铁路风险分析及保护措施设计

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岩面上。(2)钢筋网应随受喷面的起伏铺设,与受喷面的间隙一般不大于3cm 。(3)钢筋网的网格尺寸,不大于设计值。钢筋交叉点要绑扎(或焊接)牢固。(4)钢筋网应与锚杆、钢构件等连接牢固,必要时增设锚钉固定,在喷射混凝土作业时不得晃动。
2.4 格栅拱架和钢拱架施工质量控制
(1)拱架的外型尺寸及安装位置要准确,确保隧道的净空满足设计要求;(2)加强拱架的连接。拱架的连接有两个方面:一方面,拱架一般都是分段制作,分段安装,便于安装操作。安装时,各段拱架之间要用螺栓连接牢固,使拱架连成整体才能充分发挥作用。用于永久支护的拱架,为防止连接螺栓松动,还应使用焊接加强各段拱架之间的连接;另一方面,相邻拱架之间必须设置纵向连接钢筋,连接钢筋一般使用直径不小于20mm 的螺纹钢筋。连接钢筋不仅能传递应力,使各格拱架共同承受荷载,还能增加拱架的稳定性。(3)防止拱架下沉。为防止拱架承受荷载后出现下沉,拱脚必须安装在承载力大的基岩。如果拱脚处围岩的承载力不足,则可用加垫钢板等方式以增加拱脚与围岩的接触面积,或者设置钢托梁。另外,需设拱架支护的围岩,一般都不能采用全断面开挖,而需要用分部开挖法,拱架要随开挖部分及时安装,在开挖隧道下部时,要采取措施防止上部的拱架下沉。例如可以用锁脚锚杆对上部拱架固定、跳
槽开挖隧道边墙以便逐个安装下
la-5部拱架等方式。(4)拱架应尽量靠近围岩,拱架与围岩之间的缝隙必须用喷射混凝土填充密实。如果开挖后围岩起伏较大,可先初喷一层混凝土平,再安装拱架。
3、结语
锚喷支护是一种柔性支护结构,是在充分发挥围岩自身承载能力的基础上设置的支护结构,因此隧道开挖时要尽量减少扰动围岩。不同围岩的承载能力有很大差别,实际施工中,若发现围岩情况与设计描述不同,需尽快通知设计人员,以便及时修正支护参数。参考文献:
赵万山, 阮正富. 隧道锚喷支护的施工质量控制[J]. 中国西部科技, 2007(5):22-23.
李伏军. 铁路隧道锚喷支护质量控制分析[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2015(22).
作者简介:宋小军,1976年6月,汉,山西省原平市,山西路桥集团试验检测中心有限公司,工程师。
1、前言
近年来,随着我国各城市地铁建设规模的不断扩大,采用盾构法施工的区间隧道下穿既有铁路的情况越来越多。地铁盾构区间下穿既有铁路工程,施工风险大,难度高。为确保既有铁路的正常运营,应对下穿施工风险进行全面分析并采取有效的保护措施设计。本文以某城市地铁下穿胶济铁路和胶济客专为工程实例,分析地铁盾构区间下穿既有铁路的风险并提出相应的保护措施。
2、工程背景
某城市地铁盾构区间下穿并行的胶济铁路及胶济客专路基段。胶济铁路为客货混运普速铁路,下穿段运行时速为90~95 Km/h ,采用碎石道床无缝线路;胶济客运专线下穿段运行速度
地铁盾构区间下穿铁路风险分析及保护措施设计
□ 铁道第三勘察设计院集团有限公司  李光京
摘要
陶崇斌
关键词本文以某城市地铁下穿胶济铁路和胶济客专为工程实例,对下穿施工风险进行分析并提出保护措施,以及施工监测要求及应急预案,为今后类似工程的设计和施工提供借鉴和参考。
盾构;下穿铁路;风险分析;保护措施
120Km/h ,采用无砟轨道无缝线路。
从控制地表沉降、保证施工安全的角度考虑,下穿处盾构区间左右线均采用单洞单线圆形隧道形式,隧道内径5.4m ,外径6.0m ,左右线线间距12.1m 。该段区间隧道的覆土厚度约为6.1~6.3m 。铁路下方土层依次为填土、粉质粘土、辉长岩残积土、强风化辉长岩、中等风化辉长岩,盾构区间穿越的地层为强风化辉长岩。该段区间隧道与既有铁路线路平面夹角约为28°~30°
3、风险分析蓄电池防盗
盾构施工会引起地面沉降,在开挖断面上方形成一定宽度的沉降槽,对地面变形影响范围内的既有铁路运营造成不利影响,
C DOI:10.16116/jki.jskj.2017.03.033
主要由以下方面原因:
(1)地层沉降对轨道的影响。当土体发生沉降时,轨枕的支撑面会随着下沉,轨道的多支座超静定系统也遭到破坏。在列车动荷载作用下,这些支撑面下沉的轨枕带着轨道产生较大变形量,导致轨道中
应力大大升高。土体沉降过大时可使轨道断裂。轨枕的支撑面形成沉降坑时,列车通过时就会受到来自下方
的冲击,这种垂直向上的冲击可同列车的自振结合引发更大的振动,严重时造成出轨事故。列车的速度越快,沉陷坑的高长比越大,危险也越高。
(2)轨道差异沉降对列车运营的影响。区间隧道下穿铁路时,轨道可能会出现差异沉降。差异沉降与列车自振相结合,使列车振幅增大,列车会发生摇摆运动。在线销售系统
4、保护措施设计
(1)盾构隧道保护措施。在实际施工中,控制盾构的掘进参数,是对铁路设施保护的一项最基本、最重要的措施。其掘进参数的选择方法如下:①准确计算各种地层的理论松方出土量,施工中必须严格按计算结果控制好实际出土量,合理地设定土压力值;②通过铁路时应保持连续掘进,并采用全土压掘进;
③控制好盾构姿态,避免因纠偏而造成超挖;④同步注浆和二次注浆必须到位,确保管片与地层间隙密实;⑤制定合理的换刀计划,提前在下穿铁路前做好换刀工作,避免盾构在铁路设施下停留;⑥对下穿段落采取二次深孔加强注浆,注浆范围为隧道拱顶外3m。
(2)铁路保护措施。施工前应对既有轨道及路基进行全面评估,并对铁路轨道进行加固,以加强铁路抵抗变形的能力。铁路保护措施采用如下方案:①隧道下穿胶济客运专线铁路施工前,对既有线路采用3-53吊轨梁加固,加固范围为隧道边线外25m。加固措施见图1~2:②隧道下穿胶济铁路施工前,对既有铁路采用D24施工便梁+钻孔桩(或挖孔桩)加固,加固范围为隧道边线外13m。加固措施见图3~4:
锚钉图1 吊轨梁加固平面图
图2 吊轨梁加固横断面图
图3  D24施工便梁+钻孔桩(或挖孔桩)加固平面图
图4  D24施工便梁+钻孔桩(或挖孔桩)加固横断面图
5、专项监测
参考《铁路线路维修规则》(铁运[2006]146号),应对以下项目进行监测:地表沉降、铁路线路沉降与方向偏移、线路深层土体沉降、轨面沉降、两轨高差。
参考《铁路路基设计规范》(TB10001-2005)等规范要求,结合既有设计施工经验,穿越既有铁路地
段,施工引起的地面沉降和轨面沉降要求控制在±10mm以内,每股轨线的两条轨道高差不得大于4mm,同时以此限值的70%作为预警值,80%作为报警值。
6、施工应急预案
盾构下穿既有铁路存在一定的施工风险,针对可能发生的突发事件,制定相应的应急预案。
(1)成立应急领导小组,组建专业应急处理突击队。加强工程监测,一旦监测数据出现预警值,立即报告应急领导小组,同时按程序增加监测频率和监测点。(2)配备足够的抢险机动设备、材料。(3)加固施工期间,防护人员加强监护瞭望,防止施工机具侵入铁路限界。(4)盾构隧道下穿线路时在线路两侧预先堆放道碴,以备线路沉落后起拨道床所需。(5)变形达到安全警戒值,危及既有线路安全时,立即停止施工,并及时上报铁路运
营部门。
参考文献:
[1]《铁路线路维修规则》(铁运[2006]146号).
[2]《铁路路基设计规范》(TB10001-2005).
[3] 施仲衡,张弥.地下铁道设计与施工[M].西安:陕
西科学技术出版社,2006.
[4] 佘才高.地铁盾构隧道下穿铁路的安全措施[J]. 城
市轨道交通研究, 2009,12(4):34~36.
作者简介:
李光京,男,生于1985年11月,籍贯山东菏泽,硕士研
斑图
究生,工程师职称,从事隧道及地下结构设计工作。
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