盾构下穿铁路技术的总结

天津地铁6号线工程土建施工第8合同段

北宁公园站～天津北站站区间下穿京津高铁、天津北站铁路施工总结

中铁六局集团有限公司

天津地铁6号线工程土建施工第8合同段项目经理部

2015年6月5日

目录

第一章工程概况 (1)

1.1工程概况 (1)

1.1.1工程规模 (1)

1.1.2结构形式 (1)

1.1.3隧道平、纵断面设计 (1)

1.2工程地理位置 (1)

1.3盾构下穿铁路股道及京津高铁工程概况 (1)

1.3.1天津北站站场多股道概况 (1)

1.3.2京津城际铁路概况 (2)

1.3.3地铁区间与铁路相互关系 (3)

1.4下穿铁路段工程地质与水文地质 (5)

1.4.1工程地质 (5)

1.4.2水文地质 (6)

1.4.3穿越铁路地段所处地层 (7)

1.5盾构区间穿越施工对铁路的影响及控制标准 (8)

1.6数值模拟 (9)

1.6.1盾构区间下穿北站站国铁线路模拟分析 (9)

1.6.2盾构区间侧穿京津城际桩基模拟分析 (11)

第二章试验段施工要点 (14)

第三章盾构机适应性分析及改造 (15)

3.1盾构机选型 (15)

3.2盾构机改造 (17)

3.2.1刀盘中心清洗系统改造 (17)

3.2.2二次注浆系统改造 (18)

第四章盾构下穿北站股道及京津城际掘进参数控制 (20)

4.1土压的控制 (20)

4.2推进速度及推力设定 (20)

4.3掘进方向的控制 (21)

4.4以平衡的推力、速度、扭矩控制掘进 (21)

4.5出土量的控制 (22)

4.6同步注浆的注浆量和压力的控制 (22)

第五章盾构下穿北站股道及京津城际铁路沉降控制措施 (24)

5.1盾构掘进沉降机理 (24)

5.2盾构掘进中沉降控制措施 (26)

5.2.1刀盘到达前沉降控制措施 (26)

5.2.2盾体通过阶段沉降控制措施 (26)

5.2.3盾尾脱出后沉降控制措施 (27)

5.3区间过铁路扣轨加固 (29)

第六章施工保障措施 (31)

6.1设备物资保障措施 (31)

6.2人员保障措施 (31)

6.3组织保障措施 (31)

第七章监测情况分析 (33)

7.1盾构通过后地表监测情况 (33)

7.1.1北站售票大厅监测情况 (33)

7.1.2第三站台地表监测情况 (34)

7.1.3北站第三站房监测情况 (34)

7.1.4接触网杆沉降及倾斜情况 (35)

7.1.5北站股道监测情况情况 (36)

7.1.6路基沉降监测情况 (37)

7.1.7高铁桥墩监测情况 (37)

7.2监测情况总结 (37)

第八章小结 (38)

第一章工程概况

1.1工程概况

1.1.1工程规模

北宁公园站～北站站盾构区间左线里程：左线里程左DK10+886.821～左DK12+044.265，长链36.020m，区间长1193.464m；右线里程DK10+886.821～DK12+041.286，长链34.131m，区间长1188.596m。

1.1.2结构形式

隧道衬砌为钢筋混凝土管片，管片采用3+2+1模式组合，错缝拼装。管片宽1500mm，厚350mm，衬砌外径6200mm，内径5500mm。

钢筋混凝土管片设计强度为≥C50，抗渗等级为≥P10。

1.1.3隧道平、纵断面设计

本区间出北宁公园站后向东走行，下穿京津城际铁路、天津北站铁路，至北站站，线间距13~15m,埋深21～23.7m。区间平面由半径为800m、缓和曲线及直线构成，立面上为"V"形坡，坡度为0.2%、2.6166%下坡和0.3%、2.61%、0.2%上坡，在DK11+442.410设联络通道、泵站。

1.2工程地理位置

本工程为6号线第8合同段的北宁公园站～北站站盾构隧道区间，位于天津市河北区。沿线地形起伏变化，地面情况复杂，盾构隧道先后穿天津北站售票厅、天津北站股道、京津城际铁路桥、东纵快速通道、天津铁路分局第一招待所、桂顺斋、中山饭店。本标段地理位置如图2-1所示。

图1-1 北宁公园站~北站站区间平面示意图

1.3盾构下穿铁路股道及京津高铁工程概况

1.3.1天津北站站场多股道概况

区间隧道下穿天津北站站场内多股铁路线路（共8条线路），其中2、3、5、

7、8为到发线，1、4、6为正线。1道为京沪津山联络线正线。4、6道为津山线正线， 2、3、5、7、8允许速度≤45km/h,1、4、6正线允许速度≤70km/h。线路全为混凝土轨枕（经确认站内道岔已经拆除，轨枕已经更改为混凝土轨枕），均为碎石道床，接触网供电，地面分布有接触网杆、信号灯等设备，地铁线路与铁路线路夹角约70.13~76.07度。既有线主要参数如表1-1所示。

表1-1 北站股道主要参数

本区间穿越京津城际铁路为高架桥段，北京南至天津站区间，天津北站区段落。铁路设计时速350km/h， CRTSII型板式无砟轨道，钢筋混凝土道床，无缝线路。既有线主要参数如表1-2所示。

表1-2 京津城际主要参数

设置15~16颗灌注桩，桩径1.5m，桩长67（92号墩为60）m。盾构隧道距桩基最小水平净距为2.23m，地铁线路与铁路线路夹角约76.78~78.07度。

本段落京津城际在设计时已考虑到后期盾构通过的影响，为盾构通过预留了条件：考虑盾构推进时桩基侧摩阻力损失，桩长由原设计50m~60m，加长至67m，确保盾构推进过程中城际桥墩桩基稳定性满足要求。

1.3.3地铁区间与铁路相互关系

区间于天津北站铁路股道里程K135+153.415~K135+171.385处，下穿天津北站铁路股道，下穿股道段区间长约60m。

区间于城际里程JJK113+996.015~ JJK114+009.15处，侧穿京津城际高架桥桩基，盾构隧道与桩基最小水平净距约2.23m，下穿京津城际段区间长15m。

地铁区间与既有线相对位置关系见表1-3。

表1-3 区间隧道与京津城际交叉明细表

盾构穿越京津城际、天津北站铁路平面图详见图1-2；

盾构下穿天津北站铁路多股道剖面图详见图1-3；

区间盾构隧道与京津城际桥墩桩基相对关系平面图详见图1-4；

盾构侧穿京津城际桩基剖面图详见图1-5；