摘要：地铁隧道项目较为复杂，对施工技术要求较高，尤其是地铁隧道下穿铁路桥梁施工，要求工程建设质量要达到行业领先标准。桥梁隧道是支撑地铁运行的重要保障，需要对桥梁方案进行设计，分析其中存在的力学方式，并应用合适的加固技术，对隧道进行超前支护，只有这样才能使隧道施工安全可靠，达到全面提升施工质量的目的。

关键词：铁路桥梁;地铁隧道;盾构下穿挖掘

引言：轨道交通施工中，区间隧道下穿铁路桥梁时，区间隧道施工对桥梁将会产生重要影响。施工技术应用中，需要考虑隧道开挖和承载力与桥梁本身负载之间关系，以提升施工安全性。本文结合搭地铁隧道桥梁项目实例，着重介绍了盾构施工技术，并对力学构造和施工流程进行了分析，随后，又围绕地铁隧道下穿桥梁施工其他适用技术展开了讨论，希望可以给相关人员提供一定的参考。

1盾构施工技术

1.1地铁隧道下穿铁路桥梁方案

（1）模拟开挖过程

隧道开挖采用方法为矿山法，上下台阶的间距约为4m，设计人员利用数值模型对开挖过程进行模拟，模拟过程以上台阶开挖为开端，由下台阶开挖工作告一段落结束。

（2）确定施工方案

地铁隧道施工要着重考虑两个方面内容，其一是如何保证施工质量，其二是是如何减小施工给周围建筑物及既有铁路桥梁带来的影响。近几年，诸多城市均引入了下穿铁路桥梁的施工模式，围绕其展开研究成为大势所趋。下文根据专家所规划设计方案，分阶段对施工方案进行了总结。第一步，由于项目具有较大施工难度，遂决定利用盾构机进行施工，与此同时，结合项目情况细化部署内容，对地铁时速、停靠站数量等参数加以确定。第二步，本项目较易被外界因素所影响，设计人员以专家所提出相关建议为落脚点，结合情况引入大棚导管作为支撑，施工流程也发生了相应的变化，即先对土层进行挖掘，再利用大棚导管对挖掘后土层加以固定。第三步，由于地铁隧道施工项目性质较为特殊，因此，设计人员强调将孔桩灌注作为核心技术，要求施工人员严格控制隧道施工涉及管桩的长度与支撑距离，其长度以8～10m为最佳，支撑距离应处于1.25～1.35m范围内。在上述设计规划尘埃落定后，由施工单位组织专业队伍，按照施工方案内容及要求，对地铁隧道进行高效建设。

1.2施工要点探究

（1）改良土体

由地质勘察结果可知，项目施工隧道下部有微乘压水层及粉砂土层存在，对多方因素加以考虑后，施工人员决定利用盾构机刀盘，对加孔注浆环节进行完成，这样做的目的是改良土体，使土层泡沫及表现出流动性更加符合项目需求。项目施工所用盾构机，主要分为刀盘/盾体/电气系统等部分。设计人员出于提高盾构挖掘注浆质量的考虑，遂决定在最后一节台车上，对注浆设备进行加设，真正做到在不停机的前提下，使注浆要求得到最大程度满足。事实证明，改良土体的积极作用，主要可被归纳为：其一，提高测算土层压力的准确性;其二，通过盾构机积压的方式，加快填充盘土层旋转并沉降的速度。对本项目而言，改良土体的初衷是严格控制出土量，避免由于出土量不符合预期，而引发不必要的问题。

（2）径向注浆

回填注浆是项目施工不可缺少的环节，通过浇注空隙和未浇实区域的方式，对混凝土结构的整体性进行凸显，另外，这样做还能使土体更加稳定，从根本上解决混凝土泄露等问题。基于地铁隧道桥梁开展转换作业，通常需要用到径向注浆技术，本项目也不例外。在实际施工时，施工人员考虑到环境给项目带来的影响，遂决定将重心放在控制注浆方向上，这是因为只有以项目施工所提出需求为依据，对注浆分布曲线加以调整，才能使其优势得到充分发挥。利用盾构机开展注浆作业，可为注浆沉降效果提供有力保障。要想使盾构顺利通过，关键是借盾构机之手，对盾构系统进行相应的注浆处理，在落实相关工作时，施工人员应确保注浆压力值始终处于0.3～0.4MPa，注浆压力值过大或过小，均会给施工安全性带来不利影响。

2顶进工作坑施工

2.1顶进工作坑施工

工作坑开挖前，负责部门应与有关部门共同检查在施工现场的工作坑范围内地上、地下是否有妨碍施工的电缆及其他设施，然后将地下通信、信号电缆调查清楚且进行加固、架设并派人看守，待圆涵顶进就位后再将其妥善安置。两个工作井结构形式相同，将I45b工字钢围护桩打入工作坑两侧，工字钢间距8根/m，工字钢嵌入土层3.5m。采用机械挖土时，路基边坡必须人工配合，确保路基边坡拥有稳固、密实的土体，其他三面边坡的开挖保证平面完整。要严格按技术交底施工，采用机械开挖到坑底标高以上20cm后，采用人工开挖清底。工作坑开挖与设计标高相近时，应与设计的地质资料对照，目的是尽快开始下一道工序的施工，以此来减少工作坑基底的暴露时间。工作坑底应该进行平整然后压实，让工作坑具有足够承载力。如果条件未达到设计承载力应该进行加固处理。工作坑上部四周要做防护围挡，高度不小于1.25m，基坑上部地面设置截水沟，底部设置集水井。

2.2滑板、后背施工

挖土采用机械配合人工挖土，开挖土方需堆积在基坑周边5m以外，堆积高度不得大于2m，弃土需及时运出场外。开挖时应分层、分段平衡开挖，每层应先挖中间土后两侧土。顶进工作坑后背设置2cm厚钢垫板，后背墙表面要平滑，后背墙要与顶进管道的轴线垂直，避免出现偏心受压的情况。顶进工作坑做20cm厚的强度C25混凝土滑板。准确进行导轨的安装可直接提高管道的顶进质量，两导轨要与该处管道设计高程平行、等高，导轨的纵坡要与管道设计坡度相同[3]。安装后导轨要牢固，不得在顶进施工中发生位移，设专人每天进行检查。顶铁用钢板和旧钢轨焊接制成，长度规格分别为1m、2m，每种规格要满足顶进要求。另备若干厚度为1cm、1.5cm、2cm的补空铁垫板，用来填充顶铁间的空隙，减少空顶。最后进行安装泵站、顶镐。

3顶管施工问题及防护措施

3.1管道轴偏过大

顶管施工过程中，如果管道顶进轴线与目标轴线相比，偏差过大时将会造成管道弯曲，管接头损坏，接口渗漏等病害。因此，在顶管施工前，需要认真调研管道通过区域的地质条件，用以指导管线轴偏纠正。纠偏工作应按照多测量，多纠偏的作业方法进行。在顶进过程中，采用同规格千斤顶，通过同步顶推控制系统，使千斤顶的顶推力、行程与速度保持同步一致，顶力的合力线与管道中心线重合。

3.2钢筋混凝土管节裂缝

管节纵向和环向有明显裂缝，造成管道渗水、漏水现象时。主要是钢筋混凝土管节质量不合格，进场前需对管节质量严格把控。施工过程中，严格控制管道轴线偏差以及管节所能承受的顶力。

3.3地面沉降与隆起

如果在顶管结束后，管线两侧的地表发生局部沉降或者隆起。此时，要严格控制顶管轴线的偏差，顶进过程中多测量、多纠偏。顶进过程中，需要准备充足的符合技术标准的润滑支撑介质注入到管壁周围与土层之间的环形空间中去，充当填充作用。

3.4顶管前端正面土体坍塌

在顶管过程中，如遇到地面塌陷情况时，根据现场实际情况，采取短开挖、勤顶进措施，随时关注土质变化，并向土仓内加泥浆，确保开挖量与顶进量保持相当，以达到仓压力平衡。3.5顶力突然增大

3.5管道接口渗漏

为防止管道接头渗水、漏水，必须对管节及接头的密封材料进行严格把关，禁止使用不合格品。严格控制管线轴偏，避免接头不平，降低胶圈的密封效果。下管时，要注意采用橡胶垫保护管口。采用F型插口管材时，应选用质量合格，型号配套的橡胶圈，下管前应加润滑油，安装正确。

4盾构法隧道下穿既有铁路施工管控

在盾构法隧道下穿既有铁路施工技术中， 通过对盾构过程中的难点进行分析处理， 从而保证了盾构推动处于最佳的工作状态， 实现了在盾构技术中对周围建筑物的安全保护。不断发展和完善盾构隧道下穿的地铁施工技术， 可以使城市地铁的科学施工变得更加合理。

4.1地质调查

在盾构法隧道施工中，由于具有重要性、变形性以及敏感性，需要采取特别严格的施工措施才能确保下穿施工的成功。在下穿施工完成后，轨道交通车辆运行与被穿体之间存在着一定相互影响关系，由于这种持续和长久的相互影响，容易为地铁运行会带来意想不到的危害，这是下穿工程必须面对的问题。根据实际分类，下穿工程的类型可以根据盾构隧道与下穿体之间的平面几何关系分为斜交下穿、部分下穿、小角度斜交下穿、正交下穿、切角下穿以及测下穿等。由于工程地质条件对于下穿方案的影响至关重要，是决定下穿施工措施以及后续运营条件的重要因素，所以在下穿工程的地层，可以将地质土壤分为软黏土、黏土、复合地层、硬岩以及软岩这5种类型，因此在进行下穿工程施工中，做好对应的土壤情况调查，对于施工方案的选取具有十分重要的作用。

4.2风险控制

由于地铁盾构隧道的施工会引起邻既有线结构产生附加内力以及变形，所以为了确保地铁列车能够正常安全的行驶，就需要做好既有线的保护措施，通过减少形变，能够很好地保证既有线的安全运营。除此之外，为了加强地铁隧道内附加变形的要求，在盾构的施工过程中，会加大施工难度，隧道开挖可采用上方沉降比下方沉降的浮隆大的方式，因为上方围岩受力情况比较复杂，因此在剪切区域不利于围岩的稳定性，但是在既有铁路的下穿问题上，能够实现铁路工程的风险控制，保障施工顺利进行。

4.3加固控制

为了避免出现地表沉降的情况，需要做好土压力的控制，因为在隧道盾构的过程中，沉降是不可避免的，当沉降超过设定的预警值，那么就只能通过对盾构机的掘进速度和出土量进行控制，实现对盾构隧道的加固。在进行地铁修建时，为了确保盾构隧道土不会出现变形，在盾构开始后，通过提升变化速率，从而使地表隆沉发生变化，针对地表会呈沉降变化，通过可控制的突沉以及盾尾的沉降，使后期沉降的土体分为固结沉降和次固结沉降。为了确保对土压力进行控制，通过对土仓压力的控制，可以控制盾构机的掘进速度和出土量。

在对注浆量的控制上，由于注浆施工属于非常重要的环节，因此需要做好注浆压力和注浆量的同步操作，避免出现注浆量不足的情况，与此同时，做好对盾构推进方向的改变，实现从小纠偏的原则，避免了大范围内的纠偏，从而确保出土量在合理的范围内。在管片的拼装施工过程中，为了实现盾构掘进施工的进行，因此需要明确管片和盾尾两者之间的关系，有利于保障盾构机正常施工，但由于盾构机在施工中的走向和管片端字体会对盾构机的轴线和管片拼装造成影响，因此需要按照小纠偏的原则进行，有利于确保盾构机推进与隧道设计轴线的偏差范围内的平稳掘进。在封顶块的位置。

结论：在地铁隧道施工中，重点研究了隧道下穿铁路桥梁适用技术，例如，隧道顶部加固、对隧道开挖工序中的不稳定部分进行超前支护，并通过改良土体、径向注浆和台阶施工等方式，对施工技术进行了强化，确保地铁隧道施工有序开展。

参考文献

[1]刘志鑫.下穿铁路桥受限空间内箱梁架设技术研究[J].铁道建筑技术，2020（12）：108-111.

[2]刘建友，赵勇，吕刚，刘淑芬，刘春晓.隧道下穿高速铁路路基风险分级及风险评价方法研究[J].现代隧道技术，2020，57（06）：8-16+54.

[3]王艳明.盾构施工下穿多条铁路路基加固技术分析[J].山西建筑，2020，46（23）：122-124.