国内首例盾构机全断面富水砂层下穿高铁客专施工完成

国内首例盾构机全断面富水砂层下穿高铁客专施工完成

（记者 常魁星  通讯员 赵亮 董志振）5月3日，西安地铁4号尚新路站—北客站站盾构区间，23米深的地下，中铁七局三公司“秦龙1号”“秦龙2号”盾构机，结束了38天的艰难历程顺利下穿西宝、西成高铁，标志着国内首例盾构机全断面富水砂层下穿高铁客专涵洞施工成功完成，为五一国际劳动节献上大礼。

西安地铁4号尚北盾构区间，位于西安高铁北客站“西大门”下，盾构机需下穿已开通运营的西宝客专和拟开通的西成高铁下的一座70米长的涵洞，涵洞上部有12股道、道岔17座，每日通过的高铁列车80余趟，为西安地铁4号线一级风险源。

该段地质条件为全断面富水砂层，在此进行盾构施工如同在“沙丘里打洞”沉降控制是国际性难题，无成功经验可以借鉴。如果不能把沉降控制5毫米内，高铁道岔的变形就有可能导致通过该段的列车脱轨，危及旅客的生命安全。

《国家盾构施工规范》中要求沉降控制在30毫米内，但高铁线路下施工沉降要求必须控制在5毫米范围内。项目部的工程技术人员针对极度严苛的施工要求，组建了国内权威专家团队，开展科研攻关，采用力学及计算机模拟分析，形成了一套可应用的施工技术管理和操作控制体系展开施工。他们首先对盾构机进入客专涵洞前2公里和进入前的150米作为试验段，摸索出穿越涵洞时最佳掘进参数。在穿越高铁线路过程中投入2000余万元引进了先进的“自动化监测机器人”，16台监测机器人和1080个监测点组成的庞大监测网将盾构机下穿的高铁涵洞置于技术人员注视之下，再加上强大的数据分析能力和互联网的实时传输功能，让一丝一毫的沉降和变形都无处遁形，技术人员依据采集来的大数据进行分析，可以随时调整盾构机掘进参数，调整盾构机姿态，最大限度的保证了盾构机顺利行进。

技术人员从挤牙膏中得到启示，通过反复试验找到一种高分子聚合物可以较长时间不凝固，让盾构机体不被粘住的同时改善砂层的支撑力。他们从古代石拱桥中得到灵感，将一般地段时对地铁管片外侧14cm进行注浆，扩大为3米圆形范围进行注浆，让砂层内行成了“保护拱”。同时，该段采用“量身定制”的高强度管片，并将管片注浆点由常规的6个增加至16个，同步加入1：1水玻璃-水泥双浆液，缩短了注浆凝结时间。

施工人员巧思加巧干，一系列新工艺、新材料的采用，双线下穿完成、沉降效果叠加后，西宝高铁涵洞的最终沉降为-1.8毫米，西成涵洞最终沉降为-2.1毫米，超预期完成了盾构下穿高铁沉降控制目标。

在盾构穿越高铁的过程中，盾构这条“钢铁巨龙”收起平日里的“火爆”脾气，以从容不破的步伐穿越“危险地带”，实现了国内首例盾构机全断面富水砂层下穿高铁客专涵洞施工的壮举，填补了我国在该领域的空白，提高了我国在复杂地质条件下的地铁施工管理水平。

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文章来源：http://www.tianzhishui.com/2017/0503/47791.shtml