机场线盾构区间穿越京沪高铁等国铁桥群施工技术控制课件

南京市轨道交通建设项目创新分享报告人郭建强1

各位领导、专家、来宾：大家上午好！非常荣幸能够代表南京地铁建设有限责任公司参加本次会议，今天我将就“十二五”期间南京地铁建设过程中的一些经验向各位进行简单汇报，我的汇报分为以下三个方面：2一、南京地铁“十二五”工程建设项目简介二、建设管理模式的多样性三、工程技术创新3南京地铁“十二五”工程建设项目简介一南京地铁自2000年12月12日地铁1号线开工建设，至2010年5月28日地铁2号线及1号线南延线建成通车，开通运营总里程达到83公里，初步形成十字交叉运营。由于城市建设不断加快以及亚青会、青奥会在宁召开等需求，南京地铁在“十二五”期间迎来建设高峰期。地铁3号线、10号线、南京至高淳城际轨道南京南站至禄口机场段（简称机场线）、南京至天长城际轨道泰山新村至金牛湖段（简称宁天城际线）、4号线、南京至和县城际轨道一期工程（简称宁和城际线）、南京至高淳城际轨道禄口新城南至高淳段（宁高二期线）、南京至高淳城际轨道禄口机场至溧水段“试验段”（简称宁溧线试验段）这8条地铁线路在“十二五”期间陆续开工建设，5号线建设正在进行前期准备工作，力争2015年底开始试验段施工。随着十号线、机场线、宁天城际线、3号线建成通车，标志着南京地铁网络化运营已形成，线路总里程达到225公里，位于全国第四位。各线路建设情况详见下表：4线路名称线路里程开工时间通车时间3号线44.9公里2010年12月20日2015年4月1日10号线21.6公里2010年12月20日2014年7月1日机场线35.8公里2011年12月27日2014年7月1日宁天城际线45.2公里2012年6月21日2014年8月1日4号线27.6公里2011年12月27日/宁和城际线37.5公里2012年12月28日/宁高二期线52.4公里2013年7月1日/宁溧城际线31公里2014年7月20日/南京地铁“十二五”工程建设项目简介一5南京地铁“十二五”工程建设项目简介一6建设管理模式的多样性二二、建设管理模式的多样性由于“十二五”期间南京地铁建设里程长、工期要求高、资金压力大，为按期保质完成既定目标，我公司根据各线路具体情况及市委市政府统筹安排，对线路建设采取多种管理模式。包括：自建自管、BT模式、代建模式、PPP模式。各线路管理模式及优缺点见下表：7管理模式线路名称优点缺点自建自管3号线、10号线、4号线、宁溧城际线试验段工程建设期间全过程介入，对工期、安全、质量掌控性好。资金压力大、需专业项目管理人员较多。BT模式机场线、宁天城际线暂缓资金压力，需专业项目管理人员较少，介入程度较弱，对BT项目承包商要求高。代建模式宁和城际线（土建）、宁高二期线（土建）能够降低与同期建设重点路桥项目协调难度（如宁高二期与宁高新通道合建）代建单位专业性较弱，建设单位介入程度较弱。PPP模式宁和城际线（安装、装修及系统）、5号线资金压力小建设单位介入程度较弱。建设管理模式的多样性二8工程技术创新三三、工程技术创新在“十二五”建设期间，随着地铁建设理念的提升以及新的材料、设备、工艺、工法的出现，从安全性、经济性等多方面考虑，南京地铁在建设过程中进行了一些新的尝试，现就其中几个项目做简单介绍：91、十号线过江大盾构隧道情况简介及常压换刀技术2、地面出入式盾构法隧道技术GPST3、复合地层下盾构模式转换技术4、机场线盾构区间穿越京沪高铁等国铁桥群施工技术控制工程技术创新三10十号线过江大盾构隧道情况简介及常压换刀技术1、十号线过江大盾构隧道情况简介及常压换刀技术

十号线过江隧道，总长3600米，最大埋深58米，最大水压达60米水头，卵石圆砾地层及泥岩复杂地层的穿越距离长达1800米。工程采用的超大型泥水盾构机直径11.64米，系独头掘进一次越江，直径最大、掘进距离长、埋深深、水压高的地铁单洞双线过江隧道。11（1）线路概况工程起点位于江北中间风井，盾构区间线路出中间风井后，向东依次穿越长江北大堤、城南河、潜洲、长江主航道、长江南大堤，到达江心洲站。12（2）区间盾构隧道穿越地质概况

1、盾构始发段0～30米，埋深约16米，掘进断面以粉细砂地层为主；

2、始发30～250米依次侧穿自来水池，埋深17～23米，以粉细砂为主，顶部为淤泥质粘土；

4、盾构掘进870～2665米（约1790米）穿越圆砾、卵石地层，其中570米近全断面卵石层；

7、盾构掘进3030～3080米，穿越江南大堤，埋深26～30米，以粉细砂为主；

3、盾构掘进330～380米，穿越江北大堤，埋深26～29米，以粉细砂为主；

8、盾构掘进3220～3580米，穿越江南民房区，后拆除了，以粉细砂层为主；

6、盾构掘进2670～2920米（约250米）穿越浅埋冲槽段，埋深11.4～31米，以粉细砂为主；

5、盾构掘进960～2600米（约1640米）水头压力达5Bar以上，其中最大水头达57.21米；9、盾构到达段3549～3599米，埋深约10.4米，掘进断面以粉细砂+淤泥质粉质粘土为主。13十号线区间隧道长3600米，为单洞双线地铁隧道，采用1台海瑞克Φ11.64米泥水平衡式盾构机施工。盾构隧道江中段长2300米，最大埋深位于长江江面以下58米，穿越卵砾石层长度达1780米。盾构隧道管片内径10.2米，外径11.2米，厚度0.5米，管片环宽2米。隧道下部结构采取中间预制“口”字件+两侧现浇的结构形式，双线间设置现浇中隔墙，顶部设置现浇或预制烟道板。（3）隧道设计14盾构机总体介绍示意

针对本工程将穿越大量建构筑物的工况。通过气平衡系统控制切口水压，切口水压波动可以控制在±0.01MPa以内。15十号线盾构设计改进方面1、将盾构盾尾刷由常规的3道尾刷设计改为4道盾尾密封，提高盾构机密封性能达到7.5bar；要求增设压力舱接口、设计双人闸，应对突发情况使用；要求采用双路供气、供电设计。在设备的安全功能上的考虑，大大提高了盾构机的安全性能。2、增加刀盘常压换刀功能盾构长距离穿越江底钢板砂、砂卵石层、中风化砂质泥岩等困难地层，刀盘刀具磨损呈几何级数增加，掘进过程中检修和更换刀具的次数与风险都会随之增加。传统的刀具更换方式需具备刀具更换技术和潜水能力的专业人员进入高压舱作业，而且高压更换耗时长达1月，直接费用高达300万/次。在国际上还没有同等直径的盾构机能够进行常压换刀作业，通过共同设计，海瑞克实现了10米级盾构刀盘常压换刀功能，同时通过技术攻关，摸索和总结出一套常压下更换刀具的新技术，使普通盾构操作人员按操作步骤就能更换，并把每次刀具更换时间缩短到7～10天左右，整条隧道穿江成功更换12次刀具。163、优化后配套台车布局，提高物流保障效率经与海瑞克协调沟通，合理地对后配套台车进行布局，设置独立的管片、箱涵吊运行车以及同步砂浆泵送系统，使得物流可以平行运输，大大提高了盾构施工物流运输效率。这一改进与优化，使得施工顺畅，最高单日掘进达19环。4、刀具改进设计盾构机于圆砾、圆石地层掘进过程，根据地层和刀具实际磨损情况，联合国内刀具生产厂家对盾构可更换刀具进行改进设计，提高了刀具的使用距离，减少了换刀次数。通过不断改进、优化，研制出特别适应本标段特殊地质条件，特别是近1.8公里的卵砾石地层的可更换刀具。17(4)盾构推进工艺流程18(5)十号线线隧道施工时间表序号阶段长度时间实际平均进度（米）备注编制每天（24h）

环号总米数起止天数

1始发段（出洞段）1~751502012年4月29日至2012年5月25日275.6

2过自来水厂76~1251002012年5月26日至2012年6月8日147.1

3过江北大堤（始发端）126~1901302012年6月9日至2012年6月17日914.4

4粉细砂地质段191~3392982012年6月18日至2012年7月10日2313

5卵石、圆砾地质段340~136920602012年7月11日至2013年2月19日2249.2含换刀、检修时间6过冲槽段13702月20日至2013年2月28日916.9

7过江南大堤（接收端）1489~1556

1362013年3月4日至2013年3月9日6

22.7

8接收段（进洞段）1750~1799

100

2013年4月19日至2013年5月10日22

4.5

19

盾构机中刀盘主臂内配有常压更换刀具的设计，刀盘5个主刀臂采用空心体形式，根据刀盘刀具分布位置不同，将30把先行刀和42把刮刀的刀座采用背装式，并且刀具切削轨迹覆盖整个刀盘面。刀具更换时掌子面不用做特殊加固处理，工作人员直接进入主刀臂内，进行换刀工作。更换刀具时，人员可在常压下通过刀盘中心体直接进入主刀臂内，使用专用换刀工具从刀腔内抽出刀具。通过千斤顶回缩，闭合闸门后，刀具被抽出刀座，然后关闭刀腔闸板，将刀盘前方高压仓与刀臂常压仓隔开，待检查更换新刀具后，打开闸板，装回刀具，实现常压更换刀具。

工法原理(6)常压换刀技术201）安全性更高

传统的高压进仓作业需要在几倍大气压下工作，并需要直接面对掌子面，本工程的大直径过江隧道切口压力超过6bar，已经超出国家标准允许的最高3.5bar的高压作业压力，无疑具有极高的风险。而常压换刀时，整个换刀工作处在常压下，作业条件好，安全性高。2）工期短

常压换刀，平均2小时更换一把刀，一次停机换刀只需要3～7天时间，相比高压进仓作业每次进仓只能工作1.5小时，出仓减压需要3～4小时，每次检查/更换刀具约需要12～15天，常压换刀相对高压换刀效率提高了4~5倍。3）施工成本低

高压换刀每次高浓泥浆制备、专业潜水人员作业费用都是数百万元级。常压换刀主要就是停机成本、少量泥浆费以及换刀人员的特殊作业津贴，施工直接成本明显减少。常压换刀每次比高压换刀节约15-20天，误工成本、设备折旧等间接成本减少明显。而江底带压换刀一旦遇到特殊情况，施工成本将成倍增加。4）可靠性更高

常压换刀工法解决了刀头固定方式有瑕疵导致刀头存在脱落可能、刀头易装错等问题，换刀质量控制和可靠性能更高。工法特点21刀盘幅条面板式，35%刀具可更换先行刀，30把；固定先行刀，38把；可更换刮刀，42把；固定刮刀，88把；边缘刮刀，10把；超挖刀，2把。配置大推力10617t大扭矩21011Kn*m高耐压7Bar功能先进（气垫式）刀盘刀具设计22[1]标为蓝色的挖掘刀具可以在12点位置更换。[2]标为红色的挖掘刀具可以在6点位置更换。刀盘刀具设计23常压换刀技术演示视频24

南京地铁十号线过江隧道施工穿越近1800m卵砾石复合地层过程中，共计实施常压检查换刀12次，平均每掘进200m实施一次，总计更换刀具420余把。实施过程中未出现刀头螺栓断裂、刀头脱落、刀头安装错误等情况，也未再发现安全隐患。自2012年4月21日正式始发以来，创造了单日掘进36米/天的最高日掘进纪录（2013年2月28日）、周掘进240米/周（2013年第9周）、月掘进638米/月（2013年3月）以及复杂地层条件下月均掘进300米/月的良好成绩。通过在十号线过江隧道实施常压刀具更换作业，结合刀具改进，费用节省千万元，工期也得到保证，常压刀具更换为南京地铁十号线过江隧道的顺利建成发挥了重要作用，工程效益显著，实践证明，本次常压换刀在工程中的应用是成功的，已经将大直径泥水盾构常压换刀工法完善为一种安全、可靠的工法，对以后类似工程提供了一个成熟的借鉴案例，意义深远重大。换刀技术应用情况25地面出入式盾构法隧道技术GPST2、地面出入式盾构法隧道技术GPST传统的盾构施工方法需要做两个工作井作为盾构始发井和接收井，盾构在工作井中始发和到达，工作井和隧道的暗埋段需要开挖。而地面出入式盾构法隧道新技术是盾构机从地表始发，在浅覆土条件下掘进，最后盾构机在目标地点从地表到达。该工法特点是盾构直接从地面始发和到达。该技术称为“地面出入式盾构法隧道新技术”（GroundPenetratingShieldTechnology，简称GPST）。26GPST盾构新技术与传统盾构技术的区别地面出入式盾构法隧道技术GPST27（1）、技术特点与优势（1）减少明挖施工场地采用盾构直接掘进暗埋段替代常规的明挖施工，不需要占用地面施工场地，地面开挖区域减小约50～80%。从而可大量减少地面构筑物拆迁、管线搬迁以及地面交通翻交改道等问题。（2）缩短工期GPST新工法不用施工深竖井，且减少大开挖施工的引道长度，可直接提高施工速度，节省工期。同时，由于地面施工面积减小，动拆迁所需时间减少，可大大降低整个工程建设的时间。（3）良好的社会经济效益该新工法将隧道和暗埋段一起施工，不用施工竖井和大开挖施工暗埋段，减少了大型设备的施工，减少土方量，对周围环境的不良影响降低，减少了CO2排放，既节约了能源又减少了碳排放，符合国家节能减排的战略要求，具有节约与开发并举、提高能源使用效率的积极意义。节能减排前期工作少节约工期地面出入式盾构法隧道技术GPST28（2）工法难点GPST在无覆土和超浅覆土下进行盾构隧道建设，面临难题：结构变形隧道上浮接缝渗漏轴线偏离

地面出入式盾构法隧道技术GPST29（3）关键技术创新从隧道设计、盾构机装备、施工技术等方向进行深入研究并提出相应解决方案，形成了四大技术体系：隧道变形控制技术体系隧道抗浮技术体系隧道防水技术体系盾构姿态控制技术体系地面出入式盾构法隧道技术GPST30①隧道变形控制技术体系通过理论分析、整环管片结构试验研究，形成了超浅埋盾构隧道设计方法，提出了斜螺栓、定位销等管片结构优化形式，严控结构变形。盾构装备上研发了管片稳定装置，严格控制管片变形。在负覆土段盾构施工中，采用管片预埋连接件，进一步控制管片变形，保证隧道施工期和运营期的结构安全。②隧道抗浮技术体系采用锚杆、压重、高重度管片等不同抗浮措施或组合，确保隧道百年运营安全。施工期采用降水、地面和隧道内压重等措施控制隧道上浮。同时为了防止地面冒浆，影响隧道周边浆液充填的有效性，利用目前国内最大的下沉式平台试验，创新研发了GPST专有HE同步浆液，具有良好的流动性及早期强度，有利于隧道稳定性控制。地面出入式盾构法隧道技术GPST31③隧道防水技术体系采用管片拉紧长螺栓，提供额外密封压紧力。同时通过仿真分析和防水试验，得到新型密封垫材料及结构形式，全面提高结构整体防水性能。针对新工法，创新研发后端止水的新工艺，保证地面出入段的隧道防水要求。④盾构姿态控制技术体系采用辐条式、大开口率的刀盘结构，结合螺旋机和搅拌棒的优化设计，设备上保证低压下盾构正面土体顺利进入土仓。研发了高粘度低比重触变型GS土体改良专用泥浆，经国家“863”试验平台的反复测试，解决了盾构正面超低压环境下的正常进排土。采用高精度监控系统，结合施工参数优化匹配，综合形成盾构姿态的高精度控制技术体系。地面出入式盾构法隧道技术GPST32（4）GPST技术在机场线工程的应用GPST技术应用于机场线秣陵站～将军路站区间的出地面段，隧道位于将军大道下，右线盾构段长约123.659m，左线盾构段长约124.591m，采用一台Ф6.38mGPST专用土压平衡盾构掘进施工。地面出入式盾构法隧道技术GPST33隧道纵向线形为28‰的单坡。隧道断面主要处于①-2素填土、②-3C2粉土、②-1b2粉质粘土、④-1b1粉质粘土、J31-1全风化安山岩、J31-2强风安山层中。地面出入式盾构法隧道技术GPST34

GPST盾构于2012年6月26日正式掘进，先从秣将区间盾构工作井始发掘进、推进右线，10月10日完成右线地面到达施工；之后，在导坑段内完成盾构接收与调头后，推进左线，11月中旬完成左线的盾构地面始发，12月底完成盾构掘进施工任务。隧道变形控制在0.4%以内，隧道轴线控制在±50mm，局部最大达-80mm，隧道上浮控制在25mm以内，隧道成环质量良好，满足地铁隧道验收标准。地面出入式盾构法隧道技术GPST35复合地层条件下盾构模式转换技术3、复合地层条件下盾构模式转换技术机场线工程在盾构穿越禄口国际机场停机坪过程中采用了土压平衡式（EPB）与敞开掘进式（TBM）的双模式复合盾构施工工法，即在复合地层中施工时，通过简单的EPB/TBM模式双向转换，根据不同区段的地质特点，采用不同的针对性掘进模式，提高施工效率。特别是在具有长距离全断面硬岩复合地层中施工时，对缩短施工工期，节约刀具以及能源消耗方面，效果显著，具有重大意义。36课题背景与论文工作1复合地层条件下盾构模式转换技术（1）双模式盾构设备双模式盾构主要为具备土压平衡模式和TBM模式两种模式的盾构，在双模式盾构中必备的装置主要包含有：切削刀盘刀盘驱动装置铰接装置推进装置管片拼装机盾尾密封系统37课题背景与论文工作1复合地层条件下盾构模式转换技术土压平衡模式时，除了双模式盾构的必备的装置外，还配备了土压平衡模式特有的装置，包括有：螺旋输送机、中心回转接头、搅拌棒、软土地层刀具。38课题背景与论文工作1复合地层条件下盾构模式转换技术TBM掘进模式时，除了双模式盾构必备的装置外，还配备了TBM盾构特有的装置，包括有：皮带输送机、中心集土槽、刮土板、硬岩刀具。39课题背景与论文工作1复合地层条件下盾构模式转换技术（2）盾构模式转换方法TBM转换到EPB模式当盾构机推进到软土层时，按照如下流程完成掘进模式的转换：1、停止推进，排空土舱残余岩土2、拆除皮带输送机、皮带输送机支撑法兰、中心集土槽3、撤去刀盘背面刮板4、安装搅拌棒，更换软土地层刀具5、安装中心回转接头及配管6、皮带机用平台及连接件撤去、电缆卷盘一同撤去7、螺旋机安装及机内平台、后方工作平台安装8、电缆卷盘移位、恢复掘进40课题背景与论文工作1复合地层条件下盾构模式转换技术EPB转换到TBM模式当盾构机推进到全断面岩层时，按照如下流程完成掘进模式的转换：1、停止推进，排空土舱和螺旋输送机内的土2、拆除螺旋输送机、中心回转接头、搅拌棒EPB模式组件3、更换适用于硬岩的地层刀具4、安装刮土板、中心集土槽、皮带输送机等TBM模式组件41课题背景与论文工作1复合地层条件下盾构模式转换技术(3)EPB/TBM盾构模式转换技术——在机场线工程穿越禄口国际机场停机坪跑道中的成功应用盾构机穿越的地层主要有：中风化安山岩、强风化安山岩、破碎状中风化安山岩、微风化安山岩及粉质粘土等。强风化、破碎状中风化：38.9MPa中风化：45~65MPa微风化：120~130MPa42课题背景与论文工作1复合地层条件下盾构模式转换技术盾构掘进方向不同地层条件下盾构模式转换区间段落示意图43课题背景与论文工作1复合地层条件下盾构模式转换技术

机场线工程1号盾构井至禄口机场站区间，盾构需先后下穿禄口机场滑行道和停机坪，长距离掘进全断面极硬安山岩（长约300米）和长距离上软下硬地层（上部粉质黏土、下部安山岩，长约160米）。因地层土质不均，对地表沉降控制要求严格，变形对施工参数的反应均较为敏感等，需要采取“微扰动施工”，避免对滑行道和停机坪构成不良影响。针对穿越段施工，除采取常规的土体改良及加强注浆管理等措施外，采取的其它措施包括：44课题背景与论文工作1复合地层条件下盾构模式转换技术（1）穿越机场段采用EPB掘进模式，且在进入机场前，对盾构主要设备了检修，并全盘更换新刀；（2）对岩土交界面、淤泥质粉质粘土分布及抛填石侵入隧道范围等情况进行地质补勘，采用盾构机自身具备的超前地质勘探孔进行地质勘探和注浆加固，采用走行式地质雷达对穿越地层及注浆密实情况进行了探测；（3）针对每环掘进施工，均根据地质条件及相邻前几环施工采集参数和地表沉降监测数据的联动分析，优化施工参数；（4）由于道面上不能作监测标志，故采用全站仪三维红外扫描技术进行道面全天候沉降监测。45课题背景与论文工作1复合地层条件下盾构模式转换技术两台盾构先后顺利穿越了机场跑道及停机坪，整个穿越过程平稳有序。平均进度每天掘进7环、8.4米，实现一次穿越460米，避免换刀作业对机场的扰动，降低了风险，机场地表最大沉降值为13mm，满足禄口机场方的要求。46机场线盾构区间穿越京沪高铁等国铁桥群施工技术控制4、机场线盾构区间穿越京沪高铁等国铁桥群施工技术控制

南京地铁机场线穿越京沪高铁等国铁桥群工程始于5#风井，止于4#风井，采用盾构法施工。区间线路出5#风井后西向穿越农花河后左转，沿机场高速公路向南行进，穿越6座国铁高架桥后，继续穿越机场高速跨宏运大道立交桥，之后右转穿越厂区建筑物，最后穿越秦淮新河，到达4#风井。盾构区间总平面图见下图。47机场线盾构区间穿越京沪高铁等国铁桥群施工技术控制48

盾构穿越段地质从上至下贯穿地表素填土、粉质粘土、强风化粉细砂岩以及中风化粉细砂岩，各地层对应厚度分别为：素填土，约1.6～2.1m；粉质粘土，约12.4～12.9m；强风化粉细砂岩，约2.9～3.6m；中风化粉细砂岩，约10.6～12.3m。地铁隧道全部位于中风化粉细砂岩地层中。（1）工程地质概况机场线盾构区间穿越京沪高铁等国铁桥群施工技术控制49

地铁隧道侧穿国铁桥群桩基，具体剖面关系见附图（以京沪高铁为例），与地铁隧道净距最短的为南京南动车D线走行线13号墩桩基，净距值为5.17m；地铁隧道与京沪高铁、宁安城际高架桥桩基最短净距均为6.4m，分别对应38#桥墩、5#桥墩，与沪汉蓉铁路高架桥桩基最短净距为8m，对应40#桥墩。地铁隧道底部均位于国铁桥群桩基底标高以上，二者净距见下表。（2）地铁隧道与国铁桥群剖面相对关系机场线盾构区间穿越京沪高铁等国铁桥群施工技术控制50地铁隧道底部与国铁桥群桩基底标高差值表地铁隧道线别与邻近桩基底标高差值（m）京沪高铁动车B线沪汉蓉铁路动车C线宁安城际动车D线左线隧道2.35.03.30.33.71.1右线隧道6.35.12.48.53.62.851附图：京沪高铁（南京南动车A线）高架桥桩基与地铁隧道剖面关系图52铁路高架桥结构沉降、变形标准的确定，充分考虑原设计单位（铁四院）以及同济大学的验算结果，最终标准见下表。（3）国铁高架桥结构容许沉降、变形标准机场线盾构区间穿越京沪高铁等国铁桥群施工技术控制53监测项目单日沉降变化量预警值单日沉降变化量报警值累计沉降变化量报警值相邻桥墩累计沉降差报警值墩顶顺桥向位移预警值京沪37#、39#桥墩±1mm±1.5mm±3mm±3mm±1mm京沪38#桥墩±1mm±1.5mm±3mm±3mm±1mm沪汉蓉铁路±1mm±1.5mm±3mm±3mm±1mm宁安城际±1mm±1.5mm±3mm±3mm±1mm动走线±1mm±1.5mm±3mm±3mm±1mm监测项目桥墩顶部顺桥向位移报警值桥墩顶部横桥向位移预警值桥墩顶部横桥向位移报警值桥墩倾角预警值桥墩倾角报警值京沪37#、39#桥墩±3mm±1mm±3mm±20＂±60＂京沪38#桥墩±2mm±1mm±2mm±30＂±60＂沪汉蓉铁路±3mm±1mm±3mm±50＂±100＂宁安城际±3mm±1mm±3mm±50＂±100＂动走线±3mm±1mm±3mm±25＂±50＂54

①铁路性质特殊国铁桥群段包括：京沪高铁、沪汉蓉铁路、宁安城际以及动走线，共6座铁路高架桥，10条国铁线路。其中,京沪高铁与沪汉蓉铁路性质极为特殊。

②相对关系近地铁隧道与铁路高架桥桩基平面净距最短处仅5.17m，桩基底部与隧道底最小高差仅0.2m，属于近距离穿越。

③施工工期长六座铁路高架桥包含前后30m界限对应隧道长度为200m，地铁双线隧道完成穿越需2个月的时间。

④没有施工经验依托地铁隧道穿越高速铁路高架桥群在国内属于首例，之前没有指导性的施工参数或工法科研成果可以遵循。

⑤铁路桥沉降、位移要求极高高速铁路高架桥对墩身沉降、墩顶顺横桥向位移的要求非常高，单次1mm或者累计3mm即进入报警状态。

⑥复合地层掘进盾构穿越地层须复合盾构机进行施工，复合盾构机的掘进对地表沉降、周边地层扰动控制难度都较大。（4）工程重难点机场线盾构区间穿越京沪高铁等国铁桥群施工技术控制55①模拟推进在左线盾构进入国铁桥群界限（432环）前，为了提前积累盾构施工参数，在左线第249～315环共67环的范围进行了模拟推进，这67环的隧道平面线型、纵坡、埋深、地质与国铁桥群基本相同，具备可比性。模拟推进从2013年1月27日开始，至2月8日结束，一共13天，平均进度为5.15环/天，最高进度为10环/天，最低为1环/天。

②盾构机换刀井位置选择盾构穿越高铁桥群之前，在盾构距高铁桥群保护区前20-30m的位置设置了换刀井，对盾构刀具进行检查和更换，保证盾构掘进顺利；为了进一步保证盾构掘进的万无一失，考虑盾构在掘进中发生的异常情况，根据高铁桥群的位置布置，在国铁沪汉蓉与动走线5之间相对开阔地设计备用换刀井兼盾构检修井（由于盾构掘进安全顺利，在掘进过程中没有使用）。（5）应对措施机场线盾构区间穿越京沪高铁等国铁桥群施工技术控制56③盾构机检修在盾构距高铁桥群保护区前20-30m的位置（即换刀井）对盾构机进行一次全面的检修，确保盾构穿越高铁桥群期间盾构机能够正常工作，不出现任何故障。④盾构机换刀盾构机在较坚硬的地层中掘进施工时，刀具的磨损比较严重，当其磨损达到一定程度时会无法正常工作，这时就需要更换刀具。然而换刀具有很大的风险，因此应保证尽量不在穿越段换刀。为此，在盾构机进入下穿段20-30m之前设置换刀井位置时，仔细检查所有刀具，全部更换掉磨损轻微以上状况刀具，并选用耐磨刀具（一般掘进只需更换磨损严重的刀具）。机场线盾构区间穿越京沪高铁等国铁桥群施工技术控制57

盾构穿越国铁桥群期间盾构施工参数汇总表施工参数左线右线最大值最小值平均值最大值最小值平均值土仓压力(MPa)0.170.040.0960.140.010.081推进速度(mm)45522.3361223.4刀盘转速(r/min)1.61.11.441.51.21.38刀盘扭矩(kN·m)316215232541350212782212总推力(kN)1700089131156616000804510932同步注浆量（m³）1066.6966.22注浆压力（MPa）0.280.130.210.280.10.197机场线盾构区间穿越京沪高铁等国铁桥群施工技术控制⑤盾构掘进参数控制