徐州轨道交通2号线下穿陇海铁路道岔方案研究

宁晓飞

摘要： 徐州轨道交通2号线下穿陇海铁路徐州西站咽喉区道岔是整个工程建设中极其危险的风险源，本文通过对道岔改移方案比选、盾构通过陇海铁路沉降影响计算、施工保护措施等几个方面分别展开论述，期望本工程能为类似工程提供参考和帮助。

Abstract： Xuzhou Rail Transit Line 2 underpassing Longhai Railway Xuzhou West Station throat turnout is the most dangerous risk source in the construction of the whole project. Through the comparison of the turnout scheme， the influence of the shield on the settlement of Longhai Railway is calculated. Construction protection measures and other aspects are discussed. It is expected that the project can provide reference for similar projects.

关键词： 道岔；改移；沉降；措施；预案

Key words： turnout；change；settlement；measure；plan

中图分类号：U213.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）11-0121-02

0 引言

城市轨道交通规划和建设过程中，在盾构区间必须穿越既有铁路道岔时，如何保证铁路运营安全是一个非常重要的课题。本文结合既有站场道岔的运营情况及发展规划，提出了三种道岔改移方案，在综合比选的确定最优方案的基础上，提出了盾构区间施工保护措施及应急预案，保证了铁路运营安全问题。

1 工程概况

徐州轨道交通2号线线路在中山北路桥处与陇海铁路7条股道垂直相交，区间左线下穿54#道岔区，区间右线侧穿52#道岔区及陇海铁路桥。新建隧道主要穿越硬塑黏土，拟采用盾构法施工，穿越长度约56m，陇海铁路路基结构为碎石道床。新建区间右线隧道距离陇海铁路箱涵结构底约12m；左线距离陇海铁路路基顶约20m。徐州轨道交通2号线与陇海铁路位置关系见图1。

2 道岔改移方案比选

徐州轨道交通2号线穿越陇海铁路徐州西站咽喉区道岔是整个工程建设中极其危险的风险源，稳妥的控制措施是对道岔进行改移，采用三种方案进行对比分析。

2.1 方案一：徐州西站西咽喉道岔改移方案

拆除既有52#号道岔，改用曲线连接；56和58#号道岔向东平移20m后接（6）道到发线；拆除既有52#号道岔，货物线改从60#号道岔前接轨，具体方案见图2。

工程数量：铺道岔4组，轨道0.378km，拆围墙占道路210m。该方案优点是改建工程量较小，货场取送作业方式不变；缺点是到发线6、7、8、9道有效长减少20m。

2.2 方案二：徐州西站西咽喉道岔平移改建方案

车场最外侧梯线向西平移61.25m侧向接22#号道岔，52#号和54#号道岔也一并向西平移，梯线向西平移需要拆除围墙和占用道路，具体方案见图3。

工程数量：铺道岔4组，轨道0.453km，拆围墙占道路260m。该方案优点是不影响车站到发线7、8、9道有效长和货场取送作业方式；缺点是改建工程量最大，可能还需要对陇海铁路K266+492.5公跨铁接长。

2.3 方案三 ：道岔临时钉闭方案

拆除既有52#号道岔，改用曲线连接；56和58#号道岔向东平移20m后接（6）道到发线；货物线西端在地铁隧道建设期间断开，不办理取送作业，而只在东端办理，具体方案见图4。

工程数量：铺道岔3组，轨道0.112km。该方案优点是改建工程量最小；缺点是货场取送作业只能在车站东端进行，到发线6、7、8、9道有效长减少20m。

2.4 结论

为减小隧道下穿对铁路咽喉区的影响，经综合比选，方案二（钉闭+改移方案）对既有铁路改动最小，故推荐采用方案二（钉闭+改移方案）。

3 区间施工对陇海铁路沉降的影响分析

根据Plaxis软件计算，盾构区间隧道穿越铁路路基引起的箱涵沉降为2mm，改移后铁路道岔距隧道结构边线10m，改移后道岔区最大沉降为0.15mm，满足相关规范对铁路股道及道岔沉降的要求，地表沉降曲线见图5。

4 盾构区间施工保护措施及应急预案

4.1 设计和施工措施

①采取先掘进一条盾构隧道，待施工阶段绝大部分沉降完成后再施工另外一条隧道，避免两条隧道同时施工。②认真细致做好地铁施工穿越段工程地质、水文地质勘探及地下构筑物调查工作，防止推进过程中意外情况发生。③加强管片配筋设计：铁路线下方及两侧各20m的范围内的钢筋混凝土管片采用加强型配筋。④管片结构增加注浆孔，必要时通过增加的注浆孔进行注浆，及时均匀充填隧道开挖的环形空隙，减小周边的地层损失。⑤优化盾构推进参数，选取渗透性好、止水性强、早期强度大的同步注浆材料，采用二次或多次重复注浆进行补充；根据试掘段施工沉降情况，必要时可利用增加的注浆孔采取注浆补强。

4.2 施工监测

①在隧道掌子面距离铁路桥或路基50米外50～100米范围内做一试验段，制定详细的监测计划，对监测数据进行分析处理，预测隧道穿越既有线的沉降值，为以后是否启动应急预案做参考。②加强施工监测。内容包括：地面沉降；轨面沉降与变形。③对隧道施工风险源的影响预测应贯穿于施工的全过程，采用反分析或其他有效方法，按照规定的程序，通报参建各方，及时会商或调整施工措施。并严格按照三级预警机制组织施工。

4.3 应急预案

①轨道应急措施：施工过程中一旦发现铁路允许偏差超标，立即联系铁路有关部门进行轨道的整治修护、线路维修作业，及时通知设计单位及铁路等相关部门，研究对策，以防影响铁路的正常运营。并做好地表补充注浆的准备措施，必要时进行地表注浆。②隧道内应急措施：立即停止盾构掘进，并保持土仓压力，有效控制地表继续沉降。待地表沉降稳定并已处理完成后，盾构机方可继续掘进。③对已拼装成形的盾构隧道，在沉降区内进行管片背后补注浆，在此期间提高监测的频率，及时绘制变形曲线图，加强与上级单位和铁路部门的沟通，以便根据变形发展情况采取相应措施。

5 結论与建议

①为减小隧道下穿对铁路咽喉区的影响，进行了道岔改移及钉闭方案研究，经综合比选方案二（钉闭+改移方案）对既有铁路改动最小，故推荐采用方案二（钉闭+改移方案）。②经计算分析，隧道下穿对铁路的影响在可控范围之内。③进行施工工艺试验，以确定合理的盾构开挖速度、同步注浆工序，为隧道安全通过铁路提供保障。④加强施工监测，密切关注施工引起的地表沉降、轨道位移等情况，以便动态化指导施工。

参考文献：

[1]中铁第四勘察设计院，徐州轨道交通2号线穿越陇海铁路专题报告.

[2]徐州轨道交通2号线设计文件.

[3]胡仁兵.市域铁路制式选择分析[J].铁道工程学报，2014（06）.