盾构隧道下穿既有铁路信息化施工技术研究

隧道工程技术的基本特点是地质环境复杂,取得准确的地质、地层参数和设计荷载参数等数据极其困难。隧道工程的特殊性决定了勘察、设计和施工等诸环节允许有交叉、反复。信息化施工通过在施工过程中根据实际监测情况及时反馈信息,建立地层最终稳定时间、最终变位量等为内容的判断准则,能有效避免施工中重大事故的发生,实现隧道工程的安全和经济目标。 本文通过上海轨道交通9号线盾构隧道下穿南新环铁路工程,详细阐述了信息化施工的基本理论,结合工程特点进行了详细的现场测试方案设计,测试项目涉及A类和B类测试,主要包括地表和分层位移,列车振动引起的地中动应力测试,以及管片结构上的钢筋应力测试、混凝土应变测试和管片背后的土压力测试。在施工中,通过对下行线现场测试并获得安全顺利通过的基础上,对各监测数据和施工参数进行了研究,进一步优化了盾构推进参数,作为上行线推进时的依据,在上行线推进时继续进行现场监测并反馈指导施工,从而使信息化施工理念和方法贯穿始终,确保了铁路干线及周边环境的安全。最后对地基加固及上下行线两次过铁路施工中的成功和不足之处进行总结,并与二维有限元模拟计算进行了对比分析,得出了相关结论。 研究表明:在运用地层加固和优化盾构推进参数,并结合现场测试技术,可以实现盾构安全顺利地穿越干线铁路;利用下行线先行施工得到的量测信息,并结合施工参数,为上行线的后续施工提供指导;两线穿越铁路的测试结果表明,地表沉降控制在2cm左右,管片结构的横向受力的安全储备较高;采用简单的应力释放的平面计算模式可以实现对地表沉降的有效分析,但考虑统一折减系数的均质连续结构不太适合于结构内力的计算。