北京地铁5号线下穿既有铁路的隧道施工

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1 概述

北京地铁5号线蒲黄榆站至天
坛东门站区间隧道在玉蜓桥两侧
下穿京山铁路，地铁左线隧道在京
山铁路上行线K7+109.8、下行线
K7+118.4处与之相交，右线隧道在
京山铁路上行线K7+022.8、下行线
K7+030.1与之相交。估计影响铁路
的范围为相交点前后各25 m。在此
影响范围内的京山上下行线是采用
钢筋混凝土轨枕、60 kg/m 无缝线
路、R=920 m的曲线段。京山上行
154#、京山下行153#接触网混凝土
支柱位于地铁隧道上方，隧道开挖
对其可能会产生一定影响。

区间隧道采用浅埋暗挖法施

工。地铁区间隧道为马蹄形隧道，开
挖高度6.3m，宽度5.8m。为保证
掌子面稳定，采用台阶留核心土的
开挖方式。结构包
括初期支护（厚
25 cm C20早强喷
射混凝土，内含钢
筋格栅）和二次衬
砌（厚30 cm C30
钢筋混凝土）。初期
支护与二衬之间铺
设防水层，见图1。

该段地铁隧道
埋深17.0m（隧道
顶距地面高度），
自上而下地层地质
剖面包括杂填土约

1.5m、粉土约6m、粘土约2.5m、
粉细砂约6 m、中粗砂约1 m。
对潜水采用辐射井降水，承压
水水面在隧道底板以下。

2 穿越京山铁路段总体方案

（1）隧道开挖前对线路的加固
措施。按线路加固要求的位置更换
图1 区间隧道标准断面图（单位：mm）
孔保德：北京市轨道交通建设管理有限公司，工程师，北京 100007

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图2线路加固示意图( 单位：mm)
工程实
践

枕木，增设纵横梁（图2）。枕底捣
固密实，线路整修达标，施工地点两
侧各300 m 防爬锁定复紧一遍，以
防爬行。更换枕木23根（每股），枕
长2.9m。

扣轨束为3-5-3式，轨型43kg/m。道心扣轨间隔应均匀，并在
主轨与扣轨腰间放置间隔木，防止
连电。钢轨接头应错开1.0m，.. 之后
在扣轨两端用临时木梭头钉固。

（2）对接触网混凝土支柱的加
固措施。为了防止154#、153#支柱
下沉，采取临时支柱加固方式，即
分别用枕木下穿支柱根部。
3 区间隧道浅埋暗挖技术

3.1
隧道下穿铁路施工时采取的
加强措施
为确保隧道施工安全和线路设
施安全，除要求铁路部门对线路进
行加固处理外，同时在该地段隧道
施工时采用三方面的加强措施，见
表1。

3.2
全断面帷幕注浆施工
3.2.1
注浆施工参数
(1) 注浆导管。在拱部开挖轮
廓线外对地层进行预加固的注浆
范围采用
φ
48 mm 的普通钢管，
壁厚3.5mm，管端呈30
。
锥体，预
留止浆段3.0 m。拱部以下注浆
北京地铁5号线下穿既有铁路的隧道施工孔保德

范围内采用
φ
48 mm 的
PVC管，壁
厚3.5 mm。

(2) 浆
液材料。普
通水泥+防
水外加剂
（水∶水泥
=0.6∶1）..

（中粗砂、卵石圆砾中，扩散半
径为0.6 m）；超细加固型TGRM
水泥特种灌浆料（水∶TGRM=

0.6∶1）.. （粉土、粉质粘土中，扩
散半径为0.4m）。
(3) 注浆顺序为先上后下，先
外后内，后退式分段注浆（抽管时分
段设止浆塞）。
3.2.2
注浆工序及技术措施
全断面帷幕注浆加固范围为开
挖轮廓外2.5m范围，纵向注浆长度

为铁路两侧各12m。区间隧道过京
山铁路段的帷幕注浆加固见图3。

全断面帷幕注浆选用的机械
设备有：XY-2 型地质钻机和
PH15型注浆机。帷幕注浆的工艺
流程如下。

（1）封闭掌子面：注浆前要对
掌子面进行网喷混凝土封闭处理。
根据注浆压力（砂层—0.6MPa，土
层—1.0MPa）不同，调整封闭掌子
面混凝土厚度约15cm，.. 但最小厚度
不小于10 cm。必要时应铺设钢筋
网片并打设锚管，确保掌子面在注
浆时不产生裂纹和隆起。
（2）施作注浆孔。根据设计定
出孔位，并计算各注浆孔的长度和
角度。钻孔顺序从拱顶处自上而
下、由外向内钻设，每成一孔及时
退出钻机，安装注浆管。成孔直径
为73 mm，以利于安装注浆管，并
便于封堵孔壁和管壁间空隙，保证
表1隧道下穿铁路施工时采取的加强措施

格
栅
支护区间隧道在标准段区间隧道下穿京山铁路段
每榀间距/cm75 50
主筋直径/mm22 25
横撑无I20 工字钢横撑（每榀1 根）
帷幕注浆无有( 止水、加固、控制沉降)
图3帷幕注浆加固（单位：mm）
～..
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北京地铁5号线下穿既有铁路的隧道施工孔保德

工程实践

图4注浆加固范围( 单位：mm)
注浆效果。注浆范围见图4。

（3）注浆。注浆管安装完成后，
对掌子面进行二次封闭，然后进行
注浆。注浆采用后退式分段注浆，
将12m的注浆管分成10段，通过
调整注浆管内的止浆阀位置实现
分段注浆。封闭掌子面后，先注
TGRM水泥特种灌浆料（水∶TGRM=
0.6∶1），该浆液料能将孔壁和管壁
间的空隙填充密实，并具有一定强
度。对所有的注浆管进行填充加固
后，再对每一根管进行分段后退式
注浆，注浆材料为超细型TGRM水
泥特种灌浆料（水∶TGRM=0.8∶1），
注浆压力为0.6 MPa。注浆效果可
通过预留观察孔、注浆压力和注浆
量等因素综合分析进行预测。开挖
过程中对注浆效果不理想部位应进
行重新注浆加固，以保证施工安全。
3.3
穿越京山铁路段隧道开挖支
护施工
施工步骤如下：

（1）土方开挖。在全断面帷幕
注浆加固土体后，开挖掌子面土体，
采用环向开挖保留核心土，核心土
长度约1.5 m，环向开挖宽度80～
100cm。纵向开挖进尺为一榀格栅
间距（区间隧道穿越京山铁路段格
栅间距为50 cm）。

（2）格栅架立。
开挖完成后，架设格
栅，保证格栅高程及
位置的准确。格栅拱
脚应架设在木板上，
严禁直接架设在虚土
上。格栅法兰连接螺
栓必须连接牢固。为
有效控制该段地面沉
降，使上台阶尽早形
成封闭结构，上台阶
格栅拱脚处架设I20工字钢横撑。

（3）喷射混凝土。格栅架立完
成并经验收合格后施作喷射混凝土。
喷C20混凝土，厚度为250 mm。
喷混凝土时，在纵向每隔2m在
拱部120
。
范围埋设一环注浆管，待
上下台阶开挖、初支封闭成环后及
时注浆回填，压力控制在0.3 MPa
左右。

（4）锁脚锚管打设。上台阶格
栅架设后，拱脚处打设2根锁脚锚
管，锚管采用
φ
42.3 mm 钢管，长
3.5m，下倾角10
。
左右，注水泥砂
浆填充，压力0.2MPa。锁脚锚管的
打设应及时紧跟格栅，锚管打设时
对周围土体有扰动，可能会出现局
部土体坍塌，可先喷10 cm厚混凝
土，再打设锁脚锚管。

（5）封闭掌子面。如掌子面不
能及时开挖，应对掌子面进行封闭，
挂网喷5～10cm厚混凝土。如掌子
面还不够稳定，则需在掌子面打设
锚管，并加厚喷混凝土厚度。
（6）隧道下台阶施工。上下台
阶的距离控制在3.0～5.0m，既能
保证上台阶施工时掌子面的稳定，
又能保证隧道初期支护早封闭成环，
也为施工提供足够的空间。下台阶
支护参数同上台阶。
加强初期支护的措施：二次衬
砌施工前，为确保隧道结构安全和
铁路运营安全，可在初支完成后，在
隧道中增加呈十字形布设的I20工
字钢临时支撑。

4 监控量测

4.1
监测项目、监测仪器及监测
频率(表2)。
4.2
地表测点布置
纵向沿区间隧道开挖方向每隔
2m，.. 横向垂直区间隧道开挖方向每
隔3 m，呈矩形网格布置测点。

表2监控量测方案

序
观测项目
量测方法
量测频率
量测持
1～7 7～15 15～30 30 天
号及工具天天天以后续时间
1 地层及支护现场观测
情况观察地质描述
2 次/天
地表、地面建徕卡NA2 精密
2
筑、地下构筑水准仪及GMP3直到二
物与管线的变测微器，量测
2 次/天1 次/天1 次/2 天1 次/3 天
衬结束
化观测精度0.1 mm 。
徕卡NA2 精密
3 拱顶下沉
水准仪及GMP3直到二
测微器, 量测
2 次/天1 次/天1 次/2 天
衬结束
精度0.1 mm 。
GR-85 型坑道
直到二
4 净空收敛周边收敛仪, 监2 次/天1 次/天1 次/2 天

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