胡家庙站~石家街站盾构区间下穿陇海铁路线施工方案汇报(2014.9)

盾构机设备性能情况
• 我项目部拟采用两台日本小松TM614PMX土压平衡盾构机 用于穿越陇海线，两台盾构机为2008年购臵的，成功穿越 了永宁门-钟楼-北大街古文物保护区，并成功穿越了长安 县潏河一级阶地的砂卵石地层，适应性良好。 • 目前已经对穿越陇海线的盾构机及后配套设备进行了一年 的维修保养，其运行状况良好。 • 项目部预备了一批易损件和零部件，作为安全储备。以备 不时之需。 • 在穿越陇海线期间，由我集团公司派驻现场工程师和日本 小松专家会在现场指导工作。
杂填土 饱和软黄土
老黄土
砂层
砂层
粉质粘土
盾构隧道上方主要为新黄土和饱和软黄土，穿越地层主要为老黄土， 含有少量古土壤和砂层， 地下水位位于隧道上方2.5m处，采用土压 平衡式盾构机能有效的控制地表沉降。
• 1.4、地下管线
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胡家庙~石家街盾构区间由于线路设计，避开了大部分
沿线地下管线，隧道上方主要有自来水管和污水管，埋深 分别为1.8m和1.5m，盾构施工前将进一步核实隧道与管线 的距离，针对不同的管线制定相应的预案及施工措施，确 保管线及隧道安全。
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• 3.3、盾构隧道与C2整备棚边跨独立基础群关系；
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C2整备棚边跨为单层排架结构，内设桥式吊车。根据《建筑地基
基础设计规范》（GB 50007-2011）5.3.4条相关规定，整备棚基础地基变形 允许值如表1。
地基土类别
变形特征 中、低压缩性土 框架结构 0.002l 0.0007l 0.005l （120） 高压缩性土 0.003l 0.001l 0.005l 200
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根据本段盾构区间的工程地质和水文地质条件，考虑 到盾构过陇海铁路线为西安市地铁三号线特级风险源，结 合设计图纸及设计意图，我方决定采用理论支持和实际经 验相结合的方式对盾构施工进行指导，确保施工安全。
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理论支持方面，我项目部除了与中铁隧道院等相关设 计单位积极沟通外，已与西安科技大学土木工程学院联合 进行研究，利用peck公式法得出盾构在本地层掘进中引起
二、施工部署
• 总体施工计划 • 胡家庙~石家街盾构区间拟采用两台日本小松土压平衡盾构 机进行盾构施工。 • 其中右线盾构机计划于2015年5月在胡~石区间右线盾构接 收井进行反向始发，由北向南进行掘进；左线盾构机计划于
2015年6月在胡~石区间盾构始发井下井始发，由南向北进行掘
进。区间穿越陇海铁路段长度为270m，按照6-8环/d的进度，计 划穿越陇海铁路线时间为25~30天。
工业建筑相邻柱 基的沉降差
砌体墙填充的边排柱 当基础不均匀沉降时不 产生附加应力的结构
单层排架结构（柱距为6m）柱基的沉降量 （mm） 桥式吊车轨面的 倾斜（按不调整 轨道考虑）
纵向
横向
0.004
0.003
注： ①表中数值为建筑物地基实际最终变形允许值； ②l为相邻柱基的中心距离（mm）； ③倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值； 预加固措施：《整备所施工图》中，对所有C2整备棚边跨独立基础 地基进行加固：垫层以下采用3:7灰土换填，厚度2m，每边宽出基础 边缘1.0m，分层夯实。换填后地基承载力fak≥180kpa。基础整体刚 度得到了增强。 应急处理措施：采用地表垂直注浆补偿地层损失。①预埋注浆管采 用φ42，壁厚3.5mm的无缝钢花管；②在整备棚边跨每处独立基础之 外0.1m处沿基础周边按1m间距布设；③注浆管长度从路基至临修线 及整备线基础以下2m。④根据监测数据，一旦超过报警值（允许值 70%），则立即进行跟踪注浆，浆液采用1：1水泥-水玻璃双液浆。
图》， C1整备棚基础距离左线盾构隧道最近处为3.3m（盾构
隧道管片外皮距离1三桩承台基桩中心，基桩半径为0.9m）； C1整备棚基础距离右线盾构隧道最近处为2.94m（盾构隧道管 片外皮距离1四桩承台基桩中心，基桩半径为0.9m）。隧道结 构与C1整备棚承台桩基相对关系详见附图
• 根据工程经验，盾构隧道施工过程中不会使桩侧摩阻力有 损失。盾构隧道施工对C1整备棚桩基承载力影响不大， 理论上可不需要采取预加固措施，施工中应加强盾构施工
1、18条临修线整体道床详图
2、棚内整备线混凝土柱式检查沟详图
3、 棚内整备线钢柱式检查沟详图
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整备线及临修线列车运行最高时速为5km/h。《整备所施工图》中提出“依
据轨道扣件调整要求，柱式检查坑不均匀沉降控制在20mm以内”。
（3）安全防护措施 根据西安地铁一、二号线施工经验，盾构隧道施工地面沉降控制值一般为 10mm。为确保运营安全，整备所内构筑物设计时即对其基础采取必要的预加 固措施；地铁盾构隧道施工中制定了应急处理措施，并对施工参数实行严格 的动态控制，确保上述铁路线路满足安全使用防护要求。 预加固措施：《整备所施工图》中，对所有整备线及临修线地基进行加固： 垫层以下采用3:7灰土换填，厚度2m，每边宽出基础边缘1.0m，分层夯实。换 填后地基承载力fak≥180kpa。基础整体刚度得到了增强。 应急处理措施：采用地表垂直注浆补偿地层损失。①预埋注浆管采用φ42， 壁厚3.5mm的无缝钢花管；②在临修线及整备线基础之外0.1m处沿基础纵向按 1m间距布设，两侧呈梅花形布臵；③注浆管长度从路基至临修线及整备线基 础以下2m。④根据监测数据，一旦超过报警值（允许值70%），则立即进行 跟踪注浆，浆液采用1：1水泥-水玻璃双液浆。
西安地铁三号线TJSG-12标胡家庙站~石家街 站区间盾构施工过陇海铁路专项施工方案 汇 报
北京住总集团有限责任公司 西安地铁三号线TJSG-12标项目经理部
汇报内容
一、工程概况
二、施工部署
三、专项源自文库工方案
四、监控措施
五、应急预案
一、工程概况
一、工程概况
西安地铁三号线TJSG-12 标包括一站两区间，为胡家 庙站、胡家庙~通化门区间 和胡家庙~石家街区间。区 间穿越三条地裂缝（f3、 f朝 阳门和f4 ）和陇海铁路线。 施工工法有明挖、盖挖、盾 构和浅埋暗挖施工等。
f3地裂缝 陇海铁路
f朝阳门
f4地裂缝
• 1.1、胡家庙~石家街区间隧道简介 • 胡家庙~石家街区间位于西安市东二环金花北路地下，区间从胡 陇海铁路及西安火车东站后到达石家街站。
家庙站站前盾构始发井起，沿金花北路地下向北，穿越华清立交、
• 胡~石区间线路总长1251.557m。其中盾构区间单线盾构区间起迄
• 3、下穿C2整备棚边跨独立基础群；
• 4、侧穿C1整备棚承台桩基； • 5、下穿陇海线沿线接触网立柱； • 6、地面光（线）缆、给水井及管道。
• 3.1、盾构隧道与陇海铁路上、下行线及5条取送线相对关系
盾构隧道与陇海铁路上行线及3条取送线纵断面图
盾构隧道与陇海铁路下行线及2条取送线纵断面图
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三、专项施工方案
原专家论证会专家意见执行情况
• 2012年10月24日召开了西安地铁三号线下穿陇海线铁路设 计、施工方案专家评审会，根据《西安地铁三号线下穿陇 海线铁路设计、施工方案专家评审意见》: • 1、进一步优化了试验段的位臵、长度，在进入金花隧道 前完成实验，确定相关参数； • 2、补充了沉降分析计算，根据计算结果确定对既有铁路 设施的加固措施； • 3、加强与铁路设备管理单位沟通，确定监测控制值，优 化监测方案； • 4、补充完善应急预案； • 5、补充西安东客车整备所与地铁隧道的相互关系，进一 步完善设计、施工方案。
12.6~14.1m。盾构隧道通过地层为古土壤及老黄土。该段平水位期地下潜
水稳定水位埋深为10.9~12.0m。 • 新建整备所位于陇海线上、下行线之间，其中，左线隧道下穿新建C3
临修库１条临修线（辆18）及C1整备棚8条室内整备线及6条室外整备线；
右线区间隧道下穿C1整备棚室内8条整备线及6条室外整备线。
施工前对陇海铁路上、下行线及取送线进行加固处理， 处理方法是：在地铁与陇海铁路交叉范围的右线两侧30m及 左线两侧30m范围内采用扣轨的方法进行加固。加固前预先 与铁路工务部门联系，将盾构区域内的线路预抬高并对线路 进行顺坡处理。
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盾构通过时应保持匀速不停顿一次通过；预先对钢轨、 扣件、道床、接触网支架及电杆等进行全面检查，确保措施 到位、轨道结构状态稳定，列车通过施工段时应限速为 35Km/h。
• 3、水文地质条件 • 胡家庙~石家街区间地下潜水稳定水位埋深5.20~14.00m之 间（部分地段高差变化大）地下水高程介于 392.24~397.33m，年变幅2m左右，砂层顶面最小埋深为
20.2m（在地裂缝浅埋暗挖段内），揭露的最大厚度9.3m，
该层为主要含水层，是地下水径流的主要通道。
新黄土 古土壤
• 3.4、盾构隧道与C1整备棚承台桩基关系； • C1整备棚由于使用要求，上部结构跨度较大，立柱底部荷 载相应较大，基础形式采用多桩承台。国铁设计部门充分考虑
了地铁盾构隧道通过要求，在整备棚基础布臵时，尽量将桩基
远离后建地铁区间盾构隧道。根据西安地铁3号线一期工程 《胡石区间 第一分册 盾构隧道施工图》以及《整备所施工
• 1.3、工程地质及水文地质情况 • 1、地形、地貌 • 胡家庙~石家街区间场地地面高差较大，需穿越陇海线铁 路场区，除东二环下隧道段以外，地面高程介于 400.36~408.13m。本区间由南向北依次跨越槐芽岭黄土梁、 莲花池洼地、劳动公园黄土梁及八府庄洼地地貌单元、f3、 f朝阳门地裂缝从本区间穿过。 • 2、工程地质 • 胡家庙~石家街区间：拟建区间50m深度内场地内地层为： 地表分布有厚薄不均的全新统人工填土（Q4ml）；其下为 上更新统风积（Q3eol）新黄土及残积（Q3el）古土壤， 再下为中更新统风积（Q2eol）老黄土，再下为冲积（Q2al） 粉质粘土、粉土、细砂、中砂及粗砂等。区间隧道穿越土 层主要为新黄土、饱和软黄土、古土壤、老黄土、粉质粘 土。
主要为杂填土、素填土、新黄土、饱和黄土、古黄土。 盾
构隧道与陇海铁路线平面、剖面关系图见图1~图4：
图1、胡~石区间盾构隧道平面图1
图2、胡~石区间盾构隧道平面图2
R=800m
金花隧道
R=500m
图3、盾构隧道与陇海铁路平面关系图
图4、盾构隧道与陇海铁路剖面关系
左线
右线
胡家庙~石家街盾构区间除了下穿陇海铁路，同时还旁穿东二 环金花隧道，金花隧道覆土2.5~4m，宽度约34m，盾构隧道埋深 12~14m，与金花隧道平面距离约25~42m（其中左线最小距离25m， 右线最小距离28m）。 图5、盾构隧道与陇海铁路、金花隧道剖面关系
施工期间根据地层沉降变形情况，加强监测，根据监测 反馈信息，调整盾构机施工参数，对于沉降速率及累积沉降 量等的监测控制应包括预警值、报警值、极限值。如沉降达 到报警值，则采取地面跟踪注浆和道床加固措施，控制地层 沉降。
•
• 3.2、盾构隧道与车辆18临修线及14条整备线关系； • 盾构隧道平面上左线隧道以曲线形式（曲线半径R=800m）下穿上述 铁路线路（共6条股道），与上述线路平面大角度相交，交角为80°~62°； 右线隧道以直线+曲线形式（曲线半径R=500m）下穿上述铁路线路（共7 条股道），与上述线路平面大角度相交，交角为67°~82°。左、右线间 距约98m~110m。 • 区间盾构隧道结构为圆形，半径为3.0m。该段区间隧道拱顶覆土约
里程为YDK32+106.823~YDK32+881.475 （ZDK32+201.892~ZDK32+842.501），右线全长774.652m，左线 全长640.609m。
• 1.2、盾构隧道与陇海铁路关系 • 胡家庙~石家街区间盾构下穿陇海铁路线被定为特级风险 工程，其中区间在里程YDK32+600~YDK32+878.368处左 线以R=800m半径、右线以R=500m半径曲线下穿陇海铁路 线和整备所、旁穿东二环金花隧道，盾构区间隧道穿越陇 海铁路处长度约为270m,洞顶覆土12.55~14.13m，洞顶土层
的沉降分析，利用FLAC3d数值计算法进行数值模拟预测，
为盾构施工提供一定的理论支持。
• 根据西安地铁三号线一期工程线路《胡石区间第一分册盾 构隧道施工图》及《整备所施工图》，胡石区间盾构隧道 下穿陇海线及西安东客车整备所段建（构）筑物风险源主 要分为六类：
• 1、下穿陇海铁路上、下行线及5条取送线； • 2、下穿车辆18临修线及14条整备线；