盾构及顶管下穿铁路安全专项施工方案

目录

一、风险源概述............................................................1

1.1编制目的..............................................................1

1.2编制依据..............................................................1

1.3工程概况..............................................................1

二、盾构施工方案.........................................................7

2.1施工总体安排.........................................................7

2.2盾构施工..............................................................7

2.3盾构施工工期计划.....................................................8

2.4盾构穿越风险源工期计划...............................................9

三、顶管施工方案.........................................................9

3.1施工总体安排.........................................................9

3.2施工工艺流程..........................................................9

四、盾构及顶管下穿风险源的保证措施......................................16

4.1加强施工监测........................................................16

4.2优化盾构参数.........................................................17

4.3严格控制盾构推进姿态.................................................17

4.4确保同步及二次注浆的注浆量及注浆压力................................17

4.5匀速通过.............................................................18

4.6防止盾构非正常停机...................................................18

4.7主线盾构下穿京哈炭等9股铁路路基解决方案............................18

4.9支线顶管下穿沈吉上行线铁路路基解决方案..............................21

4.10支线顶管下穿沈吉下行线铁路（桥梁）解决方案........................24

4.11主线盾构临近沈吉下行线铁路（桥梁）解决方案........................25

4.12注浆施工方案........................................................26

4.13D梁加固方案.......................................................27

五、监控量测.............................................................29

5.1监测的目的及意义....................................................29

5.2施工监控测量的主要项目及要求.......................................29

***集团有限公司

5.3测点布设.............................................................29

5.4监测的内容及方法.....................................................29

5.5测量数据的分析及反馈.................................................36

5.6监测预警.............................................................37

六、应急预案.............................................................38

6.1成立应急领导小组....................................................38

6.2事故处理流程........................................................38

6.3应急人员联系方式....................................................39

6.4预警状态描述........................................................39

6.5应急物资............................................................39

6.6铁路变形过大应急措施................................................40

6.7构筑物的预防及处理..................................................41

七、质量保证措施........................................................42

7.1盾构施工质量保证措施................................................42

7.2顶管施工质量保证措施................................................43

7.3监测质量保证措施....................................................43

八、安全保证措施及机制..................................................44

8.1安全管理方针........................................................44

8.2安全管理目标........................................................44

8.3安全管理机构........................................................44

8.4安全保证措施........................................................45

九、文明施工及环境保证措施..............................................46

9.1文明施工保证措施....................................................46

9.2环境保护措施........................................................46

***集团有限公司

一、风险源概述

L1编制目的

为了盾构、顶管顺利、安全下穿、侧穿施工影响范围的构（建）筑物，确保铁

路线安全、正常运营。

L2编制依据

1、《中华人民共和国安全生产法》

2、《中华人民共和国铁路法》

3、《运河水系治理工程铁路专项施工图设计》

4、《忖*铁路局总工室关于***市运河水系综合治理工程排水管线下穿铁路施工

图审查意见的函》总技函［2017］140号

5、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1993）（2003年版）

6、《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006）（2009年版）

7、《***铁路局营业线施工安全管理细化办法》（沈铁运（2016）385号）

8、《科*铁路局工务部门外单位施工监控管理办法》（沈铁工发［20161451号）

L3工程概况

L3.1工程简介

***截污工程沿***东起新立堡立交桥，西至白山路，沿***新建一条合流截流干

线，管道流向由东向西，新建截流管道全线长lL7Km,其中D=2.4m段长1.2Km,

顶管工法施工；D=5.4m段长9.5Km,盾构工法施工；D=5.4m段长0.5Km,暗挖工法

施工。支管接入3.3K%顶管工法施工。***治理工程计有3处穿越铁路工点。在珠

林泵站东侧约150米处的黎明公园内，新建1座1.2万n?调蓄池。在白山路以东，

元江街以西，***以南，新建***提升泵站，为全地下式污、雨水合建泵站，泵站雨

水设计流量为65m3/s,污水设计流量为6.5m3/so

本项目为***市运河水系综合治理工程（***东段）截污工程**标段，包括：***东

段工程YA33-YA44号井,长度2559.46米。

本标段工程起点为崇山东路北侧盾构接收井YA33（YK8+001.42）,工程终点为联

合路西侧暗挖竖井YA44（YK10+560.88）,包括截流管道主线、截流管道支线两部分

设计内容。其中截流管道主线长2.56km,管道直径d=5.4,管道流向由东向西，采

***集团有限公司第I页

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下穿风险源段地质图

2、水文状况

本地区地下水位较低，水质较好，勘察期间，场地砂类土及碎石类土中赋存第

四系孔隙潜水，初见水位埋深8.40〜24.40米，相应标高为18.73〜35.16米；稳定

水位埋深为&50〜24.50米，相应标高为18.83〜35.26米。地下水位年变化幅度约

为1〜2m。该地下水主要以大气降水、河流地下渗入为补给来源，地下水丰富，主要

排泄方式为地下迳流和人工开采。地下水总体上沿含水层向下游径流运移，即地下

水流向总的方向是由东向西。但由于受人工开采地下水的影响，局部地下水流向会

有所变化。

L3.3一级风险源情况概述

1、主线盾构下穿京哈下行线、车辆段入段线、机务段牵出线、车辆段出段线、

京哈上行线.、动车所入段线、京哈高速线左线,、京哈高速线右线、动车所出段线等9

条铁路股道，均为有硅轨道，除车辆段出入线外均为电气化铁路。

***集团有限公司第3页

主线盾构下穿北站铁路枢纽

盾构及顶管穿越铁路股道情况统计表

序号铁路名称铁路类型主线里程铁路里程轨道形式轨面标高管片外顶标制登向净距(m)防护措施

1京哈下行普铁K9M98.97705km458m电气化、有酢、无健49.68839.56710.121注浆、24・D粱

2车辆入段普铁K9+552.5Ikmllln有昨43.82539.5894.23624・1）梁

3机务段牵出普铁K9+564.720km16m电气化、有昨47.83739.5938.244注浅、24・D梁

1车辆出段普铁K9+587.28lkm0300有酢■13.8839.6024.2782，1・D梁

5京哈上行普铁K9+607.28705kl>527m电气化、有酢、无维侬16839.618.558注浆、24・1)梁

6动车所入段高铁K9+612.32lkm208n电气化、有祚、无缱4&16839.6128.556注浆、24・D梁

7京哈高速左高铁K9+621.55705kn459m电气化、有酢、无缝48.16839.6168.552注浆、16・D粱

8京哈而逢行高铁K9+625.77705kM59m电气化、有帜无缝4&16839.6188.55注浆、16・D粱

9动车所出段高铁K9+634.280kn959a电气化、有酢、无^48.16839.6218.547注浆、24・D梁

10沈吉上行线普帙2km520m电气化、有酢、无缝47.65841.0016.657注浆、24mD梁

11电厂专用线普铁2km520m电气化、有昨、无缝47.45541.0016.454注浆、24mD梁

12沈吉下行线普铁2km960m铁路桥人二挖孔桩隔离

***集团有限公司第4页

2、北三泵站WC3〜WC4支线顶管结构下穿沈吉铁路上行线、电厂专用线路基,

竖向净距6.6mo

支线顶管下穿沈吉上行线及电厂专用线铁路路基

3、北三泵站WC11〜WC12支线顶管结构下穿沈吉铁路下行线53#、54#桥墩，管

***集团有限公司第5页

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支线顶管下穿沈吉线柳条湖特大桥横断面图

4、截流管道盾构段在K9+734.51〜K10+059.64里程范围内临近沈吉下行线柳条

湖特大桥，与铁路中心线净距为11.35m〜18.48m,铁路桥采用扩大基础，基础埋深

4.98mo

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沈吉下行线/

柳条湖特大桥

截流管道与桥梁平面位置关系图

***集团有限公司第6页

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5150M2280

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截流管道与桥梁横剖面图

二、盾构施工方案

2.1施工总体安排

根据现场总体筹划盾构施工在YA35号井始发，向前推进至YA38号检修井，检

修完成后，继续向前推进至YA42号盾构接收井，完成区间盾构推进。

2.2盾构施工

2.2.8盾构机始发与试验段掘进

根据区间盾构施工场地条件和工作井条件以及盾构机自身结构的特点，制定盾

构始发掘进阶段的出喳、运输方案，确保满足盾构正常始发要求。在到达风险源前

50m为试掘进，进行盾构参数的调整，以求达到安全下穿风险源，将风险降到最低。

2.2.9管片拼装

一般情况下，管片安装采取自下而上的原则，具体的安装顺序由封顶块的位置

确定。管片采用C50钢筋混凝土，抗渗等级P1O,宽度为1200mm,厚度为300mm,内

径为5400nmi,外径为6000niin。每环管片由六块组成，分别为三块标准块、两块邻接

块和一块封顶块。管片采用错缝拼装方式，每环管片环向接缝采用16根M24弯螺栓

***集团有限公司第7页

连接，纵向接缝用12根M24弯螺栓连接。

2.2.10盾构同步注浆

当盾片脱离盾尾后，在土体与管片之间会形成一道宽度为70nlm左右的环行空隙。

同步注浆的目的是为了尽快填充环形间隙使管片尽早支撑地层，防止地面变形过大

而危及周围环境安全，同时作为管片外防水和结构加强层以及减少隧道的蛇形摆动。

2.2.11二次注浆

盾构机穿越后考虑到环境保护和隧道稳定因素，如发现同步注浆有不足的地方,

通过管片中部的注浆孔进行二次补注浆，补充同步注浆未填充部分和体积减少部分,

从而减少盾构机通过后土体的后期沉降，减轻隧道的防水压力，提高止水效果。

二次注浆使用专用的注浆泵，注浆前凿穿管片吊装孔外侧保护层，安装专用的

注浆接头。

二次注浆一般采用水泥浆，注浆压力一般为0.2〜0.4MPa.也可根据情况选用双

液浆。

2.2.12盾构到达施工

1、根据盾构机的贯通姿态及掘进纠偏计划进行推进，纠偏要逐步完成，每一环

纠偏量不能过大。

2、在盾构机距离端头墙50米时，选择合理的掘进参数，逐渐放慢掘进速度，

控制在20mm/min以下，推力逐渐降低，缓慢均匀地切削洞口上体，以确保到达端墙

的稳定和防止地层坍塌。

3、盾构进入到达段后，加强地表沉降监测，及时反馈信息以指导盾构机掘进。

4、盾构机刀盘距离贯通里程小于10m时，在掘进过程中，专人负责观测出洞洞

口的变化情况，始终保持与盾构机司机联系，及时调整掘进参数。

5、在拼装的管片进入加固范围后，浆液改为快硬性浆液，提前在加固范围内将

泥水堵住在加固区外。

6、当管片最后一环管片拼装完成后，通过管片的二次注浆孔，注入双液浆进行

封堵。注浆的过程中要密切关注洞门的情况，一旦发现有漏浆的现象立即停止注浆

并进行处理。

2.3盾构施工工期计划

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工期进度计划

工期

区间主要工序名称开始时间完成时间备注

（d）

盾构掘进（YA35〜铁路）692018.3.102018.5.171084m

YA35〜线路加固及监测点布设292018.4.202018.5.19

YA42盾构

段盾构掘进（下穿铁路）102018.5.182018.5.28152m

盾构掘进（铁路〜YA42）152018.5.292018.6.15248m

顶管（沈吉

顶进112018.5.152018.5.25全长72m

上行线）

顶管（沈吉

顶进72018.5.12018.5.7全长20m

下行线）

2.4盾构穿越风险源工期计划

主线盾构到达北站枢纽的计划时间为2018年5月18日〜2018年5月28日，共

计11天。高速铁路穿越时间选择在凌晨进行。

支线顶管下穿沈吉上行线的计划时间为2018年5月15日〜2018年5月250,

共计11天，下穿沈吉下行线的计划时间为2018总5月1日〜2018年5月7日，共

计7天。

三、顶管施工方案

3.1施工总体安排

支线结构采用顶管施工，管径分别为0.8叭2.0m,2.4叭2.8叭3.0m,3.2m、

3.5m。施工过程中，根据工期进度计划，适时进行各支线顶管施工。顶管施工采用

土压平衡顶管机。顶管在通过风险源前根据产权堂位要求时限提前通知产权单位。

下穿铁路部分为北三支线直径3m铁路专用防护套管。

3.2施工工艺流程

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顶管施工工艺流程图

3.2.1端头加固

①壁后注浆宽度同井宽;

②注射浆液采用水泥水玻璃双浆液或水泥浆，确保注浆效果，保证浆液体单轴抗压

强度不小于1.OMPa；

③先施做竖井壁，后开顶管洞口，详见下图:

***集团有限公司第10页

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a•锁口圈梁二锁口圈梁

而现浇混凝土井■现浇混凝上井

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纵向连接筋①25@200s・井壁水平格栅钢架井里水平格出钢架

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i脸管道

支线顶管工作坑洞口加强断面图支线顶管工作坑背后注浆断面图

支线竖井洞口加强、壁后注浆加强断面图

3.2.2顶进施工顺序

顶进施工流程图

3.2.3土压平衡顶管基坑的布置

***集团有限公司第II页

1、注浆系统2、顶管机具3、管道管节4、洞口止水圈5、导轨

6、环形顶铁7、主顶油缸8、主顶泊泵9、全站仪10、后靠背

土压平衡顶管基坑布置示意图

1、导轨

导轨安装保证水平位置和顶管轴线重合，同时保证标高符合设计要求，导轨的

前段尽量靠近洞口，并安装焊接牢固，用支撑在导轨左右两侧固定好。安装后的导

轨轴线和标高误差小于2n】叱主顶油缸和后座的安装也要满足牢固的要求，其水平和

垂直误差小于10nlln。在上体较软的施工段，用砖决和水泥浆砌成一个圆弧形托作为

延长导轨，其导轨面与基坑导轨相一致，防止机头出洞以后产生偏低的情况。

2、止水胶板

止水胶板的安装必须保证胶板的圆心和顶管洞口轴线重合，压紧胶板的钢环板

中心也必须保证和洞口轴线重合，使工具头进洞时胶板切入均匀，保证泥浆和土体

不从此处流出。

3、后靠背

基坑导轨安装好以后就可以安装后靠背。后靠背安装要注意使其表面与基坑导

轨轴线保持垂直。然后安装主顶油缸架，其前端必须搁在基坑导轨上，后端与后靠

背保持一定距离后并用木块垫平稳固。最后再把主顶油缸一一安装在油缸架上。

4、操作平台

在主顶油缸架的上方搭上一个平台，安放主顶油泵、电源箱等，再接下来把油

***集团有限公司第12页

管及油泵电源接上。

5、安装顶管机、调试

一切就绪后，把顶管机吊下基坑，尽量靠近主顶油缸处就位。这时边接电源，

边安装全站仪。然后，进行顶管机试运转，打开主顶油缸将顶管机慢慢地往前推，

当刀盘距洞口约70〜80cm时停下。

3.2.4顶管机具进、出洞口

1、顶管施工成败与进出洞口紧密相连，考虑到本工程的地质条件，为了保证工

具管安全进洞，尽量避免泥水流失，造成地面塌陷，在必要时，我们可以对洞口外

的土体采取压密注浆进行加固。顶管出洞及后续顶进的顺利进行，控制管道外部水

土和注入的膨润土泥浆流入顶管工作坑，无法保证施工安全及良好有效的浆套形成。

根据我们的经验，在施工铜封门时在井壁上预埋制板，顶管出洞前安装止水胶板，

并用外夹钢板夹紧固定。洞口止水装置必须良好。必须做到：

⑴止水胶圈安装平整牢固，水密性良好；

⑵止水胶圈安装位置必须与管道在同一轴线。

】、预埋钢环2、压板3、橡胶圈4、安装钢环5、玻璃钢管6、井壁

洞口止水圈工作吠态图

2、在工具管进洞时，严格控制其水平偏差不大于5nim,其高程应为设计标高加

以抛高数（其数值可根据土质情况、管径大小、二具管自身重量和顶进速度等因素

设定），以抵消工具管出坑后的“磕头”而引起的误差。出现“磕头”时应迅速调

整，必要时应拉出后重新顶进，但必须抓紧时间迅速完成，以减少对正面土体的扰

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动。为防止工具管出现“磕头”，可采用以下措施：在工具管后两节管子上预埋钢

板，通过螺栓将工具管与其连接起来；在预留孔处填入良性粘土，使导轨与预留孔

底保持水平。

3、在粉砂层中顶管时，洞口橡胶圈磨损厉害，我们可采用两道止水圈，内圈平

时与管道不接触，只有在外圈损坏需更换时，才将内圈冲气，起到止水作用，然后

更换外圈；对于渗水量较大的砾石层顶管，可将H洞口周围泥土固化，起到止水效

果。

4、工具头出洞前必须对所有设备进行全面检查，并经过试运转无故障，同时认

真核对止水胶板安装位置是否准确，外夹板安装是否牢固，确认无误后才可破除洞

口。

5、出洞时注意止水胶板压入是否均匀，有无翻转、破损等问题，如有将工具头

拔出处理好后重新出洞。掘进机出洞时，要严格控制出洞时的顶进偏差。中心偏差

不得大于50nm1,高低偏差宜抛高5〜10mm。若达天到上述要求，也应拉出作第二次

出洞。顶进初始阶段的质量对后续管道轴线等有重要的影响。

6、在顶管结束后，对工作坑、接收坑预留洞的环向间隙使用快硬微膨胀水泥进

行封堵，封堵在顶管结束时迅速进行。

7、管道顶进完成后，利用管节上的注浆孔对管外壁的膨润土泥浆进行置换，待

水泥浆从注浆孔流出后确认置换完毕，即封堵注聚孔并清理管道。

3.2.5顶管初始顶进

先将洞口处的围护结构进行处理，洞口处，人工向前挖土500〜800m叫再将机

头徐徐推进洞口里，待刀盘全部进洞。然后开动顶管机刀盘，待土仓压力升到0.IMPa

时，这时螺旋输送机的土压也上升到0.07MP&左右。掘进机开始入土时，机头外露，

只存在轨道对机头的摩擦力，机头易发生旋转，故在入土前两米顶进时，顶进速度

控制在5毫米/分钟以下，以防机头整体旋转，并观测机头倾角和旋转变化，及时修

正和调整。倾角的变化用纠偏千斤顶调正，旋转隹大于±30度时，可使用刀盘反转

调正，顶进2m以后在机头不旋转的情况下可逐渐加大顶进速度。机头完全入土后，

土仓压力控制在50〜8QKPa,下第一节管道做反黄闭。

3.2.6顶管正常顶进

1、土仓压力的设定：按计算表数值设定，施工时设备自控可保证10%的土仓压

***集团有限公司第14页

力：遇有砂层、砂砾石层、下穿河道、道路、离构筑物较近时，土仓压力设定适当

加大30%左右，以提高安全系数。

2、触变泥浆的应用

为了减少土体与管道外壁间的摩阻力，必须在管道外围压注触变泥浆，在管道

四周形成一圈泥浆套以达到减摩效果，在施工过程中要求泥浆不失水、不沉淀、不

固结。

触变泥浆压注力和耗量：触变泥浆的压注力应与注入土层的土体压基本相当或

略大，而触变泥浆的耗量亦应略大于或等于地层二体的损失量。

⑴触变泥浆的拌制：

泥浆的拌制要均匀。首先将定量的水放入拌和桶内，开动拌合机徐徐投入膨润

土，拌合2-3分钟，继续搅拌7-8分钟，既成泥奖。制成的泥浆排放入贮浆池内贮

存12小时，使膨润土，,水，碱发生置换作用，形成稳定性良好，且有一定粘度的泥

浆，使用时用泵压至管道外围。

为了防止贮浆池内泥浆离析，应间歇的对贮裟池内泥浆进行搅拌。

⑵触变泥浆压注方法：

①采用在顶管工具管压浆、中继环补浆的方法，对工具管压浆要与顶进同步，

以迅速在管道外围空隙形成粘度高、稳定性好的膨润土泥浆层。

②中继站补浆是在已有泥浆层的基础上改善泥浆层，补充其损失量，补浆始终

要坚持从后向前补压和及时补浆的原则。对于各层土质，特别在夹砂土层施工时根

据其渗透系数充分考虑泥浆的损失，调整注浆压刀和注浆量。

③每段管道顶进完成后，立即用2:1水泥浆将泥浆置换出来，以确保管道外围

有足够的支撑和减少渗漏水。

顶管过程中，须同步注入减阻泥浆，它是减〃顶进阻力、提高顶进速度的重要

一环，减阻泥浆采用膨润土配制而成。膨润土一般要求胶质价在80%以上。在机头尾

部设置有触变泥浆注浆孔，顶进施工的同步注入触变泥浆，以形成原始浆套；每节

混凝土管均有三个注浆孔，顶进过程中，通过注浆孔持续补浆。注浆使用挤压式注

浆泵，注浆口压力控制在0.13〜0.22MPa。视储浆池内触变泥浆下降的速度及顶镐压

力表读数调节注浆压力。

3、顶进测量：初始顶进每1m测量一次，并做记录。正常顶进时，每顶进3m测

***集团有限公司第15页

量一次，遇有纠偏每1m测量一次，测量时要注意照射到机头激光靶上的激光点和管

道中心轴线的一致性，若出现偏差通知机手及时调整。测量人员分别绘制出管道中

心及高程曲线图，随时预测机头的前进趋势。

4、顶进纠偏：不断地观察光靶上激光点的行走轨迹，如发生偏移大于20毫米,

预测机头又有向偏差大的方向发展的趋势时，要采取纠偏措施。纠偏时开动纠偏千

斤顶。纠偏时每1m测量一次，并做机头和机尾的数据比较，有回归趋势时，保持一

段顶进距离后，要停止纠偏，防止左右摆动。纠偏的原则是勤纠、微纠，每次纠偏

量不要过大，而且要注意发展趋势，当上下、左石均发生偏差时，先纠上下、后纠

左右。

5、顶进速度：顶进速度控制在30毫米〜50毫米/分钟，入洞后的前10m以及纠

偏时用较低速度，以后视出土情况、刀盘扭矩情况适当加快顶进速度。

6,出土外运：掘进机刀盘切削破碎土体，由螺旋输送机将泥土输入到管道内部，

使用土车通过管道将泥土运入顶进坑中，再使用吊车运到地面，倒入泥土暂存区，

定期外运。

7、安装管节：管节下坑前先进行外观检查，包括管端面是否平直、管壁表面是

否光洁、管体上有无裂等等，检查合格的管子月吊车放到顶进坑内的导轨上，进

行顶进。

8、下管时，机头在停止顶进的状态下，刀盘转3-5分钟，在停机和同时螺旋

输送机出土的情况下，排土液压门关闭，并断电以保证土压仓土压达到平衡。下管

工序完成后，再顶进时，应先开刀盘，再依次开螺旋输送机、推进系统。

9、机头出洞：机头推进到距接收井约2米处，拆除接收井口处的墙壁，从接收

洞口中心部位打进一根钢钎寻找机头，洞口处的二体开裂并向外凸出，仔细测量机

头上、下、左、右的四个方向，与出洞口的大小、位置合适时，启动主顶油缸继续

推进，至中心刀露出时，停止推进。安置机头接收托架，然后，慢慢将机头推入接

收坑内。

10、使用吊车将机头吊运出坑。

四、盾构及顶管下穿风险源的保证措施

4.1加强施工监测

为了能快速获取铁路沉降监测数据，及时反情指导区间隧道的掘进穿越，采用

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自动监测系统不间断采集数据。快速及时的数据反馈指导是为了能保证监测数据快

速及时反馈，实现信息化施工。在施工过程中采月多种通信工具，将监测数据和隧

道施工参数快速传递给分析中心，分析中心通过分析判断，将隧道施工参数的调整

信息传递给工作面，指导隧道施工，同时在下穿铁路过程中，联系铁路部门，铁路

人员与施工单位人员共同对铁路轨面进行巡视，确保在第一时间发现问题。

4.2优化盾构参数

盾构施工对周边土层影响程度受控因素太多，在掘进过程中设置50〜100m试验

段，在穿越铁路过程中，施工参数（如土仓压力、推进速度、总推力、出土量、刀

盘转速、注浆量、和注浆压力等）按试验段取得的最佳参数进行施工，先期理论参

数如下：

土仓压力：结合本标段地层，确定土仓压力为1.0〜1.3bar。

控制出渣量：每环出土量不大于42nl3。通过加气保压使土仓压力值保持恒定，

尽量将其波动控制在最小范围，以确保开挖面的稳定；严格控制出土量，避免渣土

的少出、多出，根据以往的施工经验及现有地层驻点严格控制出渣量。

加强渣土改良：渣土改良添加剂“以使用膨润土为主，使用泡沫为辅”膨润土

比重不小于1.15,注意观测渣土坍落度80〜120mm,确保渣土改良效果良好。

控制掘进速度：盾构下穿时，速度控制在601nm/min,避免出现速度较大波动保

证在下穿时匀速通过铁路，将对地层的扰动降到最小。在区间普通地段设置试验段,

试验段长度为50〜100%根据场地工程地质条件确定控制盾构推进参数，确定合理

的土压设定值、排土率及掘进速度等，盾构机在接近铁路时，加强设备维修、检查

刀盘、注浆系统、密封系统、推进千斤顶及监控系统设备，确保穿越过程中设备无

故障。减少盾构的超挖或欠挖，以改善盾构前方二体的塌落或挤密现象，降低地基

土横向变形引起的横向力，土压仓内水量过大时，及时掺入定量的土体改良材料，

保证仓内渣土的和易性，确保盾构带压掘进。

4.3严格控制盾构推进姿态

盾构掘进进行严格的线形控制和姿态控制，姿态调整不宜过大、过频，减少纠

偏，特别时较大的纠偏，每环的姿态调整控制在±5mm范围内，以避免对土体的超挖

和扰动。

4.4确保同步及二次注浆的注浆量及注浆压力

确保同步注浆质量和数量。每环理论注浆量为2.4〜3.2小3,注浆压力1.5〜

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2.5bar,在穿越铁路时注浆量取3.On?,上部注浆压力取1.5bar,下部注浆压力取

2.5baro防止地层变形、提高结构抗渗性，改善结构受力情况，防止较大沉降的发

生，确保管片围岩间隙及时充填密实，同时结合下穿段具体地质情况确保注浆量及

注浆压力。盾尾管片脱出5环后，采取二次注浆补强，遵循“及时、少量、多次”

的原则，二次注浆压力控制在0.15〜0.3MPa之间。

4.5匀速通过

在隧道开挖过程中洞身围岩塑性区的发展是具有一定滞后性的。也就是说在围

岩塑性区得到完全发展之前迅速通过后，随即向尚未为软土变形所填充的管片背后

空隙中充分注浆可有效控制隧道上方覆土沉降。快速通过并不是指加大盾构推力，

加快掘进速度，而是指通过快速的完成管片拼装的方式来减少盾构在铁路范围内停

留的时间。

4.6防止盾构非正常停机

盾构机在穿越铁路前，施工单位对盾构机性能进行检查，确保盾构穿越铁路过

程中各项指标最优，避免非正常停机。穿越风险区前，对穿越地段地下做详尽的地

质勘探，彻底摸清地下障碍物情况，排除意外因素。进入风险区前对盾构机及配套

设备进行认真全面的检查，保证盾尾刷的防水密封效果，防止掌子面和土仓内水土

及注浆浆液通过盾尾刷进入盾体内流失，尽快调整好盾构机的施工状态，以最好的

状态通过风险区。盾构推进过程中保压推进，注入聚合物进行渣土改良，防止喷涌。

按要求施做止水环，同时补注二次浆液。

4.7主线盾构下穿京哈线等9股铁路路基解决方案

技术措施：

1、地面注浆

1）对京哈下行线、机务段牵出线、京哈上行线、动车所入段线、京哈高速线左

线、京哈高速线右线、动车所出段线等7条铁路采用注浆措施对铁路股道下方进行

加固处理，沿管线横向注浆范围涵盖盾构主要影响区域（盾构穿越范围基底向上

放坡至地面），注浆竖向深度范围为：从地表下3nl开始，加固至盾构顶结束。

2）注浆施工需在铁路轨道、接触网杆等关键位置的监控量测点布设完毕且采集

完初始值后方可进行。

3）注浆采用深孔注浆方式，横向（顺轨道方向）孔距根据实测轨枕距离确定，

且可适当调整，纵向位于轨道之间的孔位应避开挑枕，孔距为隔一根轨枕注浆一次。

4）注浆方式采用后退式注浆，浆液采用单液水泥浆，水泥为42.5普通硅酸盐

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水泥，设计水灰比为1：lo

5）注浆充填影响半径0.5m,汪浆速度30L〜50L/min,汪浆压力（终压值）为

注浆处静水压力加上0.8〜1.5MPa,注浆段在最大设计压力下，注入率不大于lL/min

后，继续灌注30min,可结束注浆。上述注浆参数仅为理论值，具体由现场试脸确定。

6）路基注浆时，针对每一条铁路股道，在股道两侧及中间均布置一处注浆孔，

每个注浆孔打设2根注浆管，即每股道打设6根注浆管。

注浆孔布置平面示意图

注浆加固立面图

2、D型施工便梁加固

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采用D24型施工便梁加固措施的铁路为京哈下行线、车辆段入段线、机务段牵

出线、车辆段出段线、京哈上行线、动车所入段线、动车所出段线7条股道，采用

D16型施工便梁加固措施的铁路股道为京哈高速左线、京哈高速右线2条股道。

便梁支点基础施工时利用铁路天窗时间，并安设挡土板保证竖直挖土。

便梁各部位不允许侵入铁路限界。

便梁安装平面图

A-A截面图

1-1截面图（示意）

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3、加强施工监测

对上述9条铁路采用远程自动化监控系统，根据实时监测情况，分别制定几何

线位调整措施以及沉降变形补偿措施。

4、施工过程中，积极与铁路相关部门保持沟通，汇报工程进展情况。并根据掘

进情况，对盾构刀盘前后各20nl的纵向范围内的行车股道采取通过列车限速45km/h

的措施。

5、盾构机在下穿铁路前，在YA38号井进行检修，确保以最优状态通过铁路。

4.9支线顶管下穿沈吉上行线铁路路基解决方案

技术措施：

1、防护套管

采用TJ12级铁路专用防护套管，套管为3000X275X2000钢筋混凝土钢承口顶

管，管内径为3.0m,每节2.0m,共计36节，管节接口防水采用橡胶止水条和钢套

环，设计最大顶力为3450t,在顶管中部设中继间2处。

2、D24型施工便梁加固

对沈吉铁路上行线、电车专用线施工前采用D24型施工便梁进行加固，施工方

法详见下图：

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A-A截面图

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1-1截面图

3、旋喷桩路基加固

顶管施工前，对沈吉上行线以及电厂专用线路基进行高压旋喷桩进行加固，施

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工方法详见下图:

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24WL10-WJ0-17

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路基固化医

4、加强施工监测

对上述2条铁路监测频率调整为2小时，根据监测情况，分别制定几何线位调

整措施以及沉降变形补偿措施。

5、施工过程中，积极与铁路相关部门保持沟通，汇报工程进展情况。并根据顶

进情况，采取通过列车限速45km/h的措施。

6、优化参数

顶管施工对周边土层影响程度受控因素较多，在顶进过程中设置适当距离的试

验段，并总结并优化各项施工参数，在穿越铁路过程中，确保施工参数按试验段取

得的最佳参数进行顶进施工。

7、严格控制同步注浆量和浆液质量。

8、快速、匀速通过

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在顶进过程中洞身围岩塑性区的发展是具有一定滞后性的。也就是说在围岩塑

性区得到完全发展之前迅速通过后，随即向尚未为软土变形所填充的管材背后空隙

中充分注浆可有效控制隧道上方覆土沉降。快速通过并不是指加大顶力，加快顶进

速度，而是指通过快速的完成管节拼装的方式来减少施工时间。

9、防止非正常停机

顶管机在穿越铁路前，施工单位对机器性能进行检查，确保下穿铁路过程中各

项指标最优，避免非正常停机。穿越风险区前，对穿越地段地下做详尽的地质勘探,

彻底摸清地下障碍物情况，排除意外因素。

4.10支线顶管下穿沈吉下行线铁路（桥梁）解决方案

1、防护套管

采用TJ12级铁路专用防护套管，套管为3000X275X2000钢筋混凝土钢承口顶

管，管内径为3.0m,每节2.0m,共计10节，管节接口防水采用橡胶止水条和钢套

环，设计最大顶力为3450t。

2、人工挖孔桩隔离保护

在管道与桥墩之间采用小1200X2000人工挖孔桩进行隔离，桩长15m。

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支线顶管下穿沈吉线柳条湖特大桥横断面图

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4.11主线盾构临近沈吉下行线铁路（桥梁）解决方案

设计图纸中要求在盾构与铁路桥墩基础之间设置变形隔离桩（小600回1000）,

每个基础设置9根，桩底与盾构底平齐，需设隔离桩的桥墩为37#〜53#,共计17座。

考虑到该桥为扩大基础，出于施工以及铁路运营安全等方面的综合考虑，在原

有设计的基础上，增加一排小600@1000钻孔灌注桩进行隔离（每个桥墩9根），桩

底与结构底平齐，同时在桩顶增加600X800冠梁。

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Q600必000钻孔灌在桩

2

S

H

翻：

主线盾构临近沈吉下行线加固断面图

4.12注浆施工方案

1、注浆浆液的选择

注浆浆液选用单液水泥浆，浆液配比水：水泥=1：1（质量比），

2、注浆压力参数及扩散半径

注浆压力为0.1〜IMPa,最大2.5MPa；扩散半径按0.5米考虑。施工时根据现

场试验而定。

3、注浆时间的选择

根据铁路运行时间空窗期进行注浆施工，根据资料普铁空窗时间为2小时，高

铁空窗时间为4小时，据此，钻孔及注浆需分开进行。施工前与铁路相关部门提前

沟通确定施工时间，同时办理相关手续后方可施二。

4、注浆工艺要求

1）施工机具

鉴于铁路内吊车等其中设备操作受限，遂采月小型注浆设备。

钻机3台：ZLJ-2型钻机，如下图所示；

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注浆泵3台：XPBTO低压注浆泵，如下图所示。

注浆机钻孔机

2）钻孔

（1）钻孔采用ZLJ—2型钻机，将钻杆和花管沉到注浆位置。

⑵钻孔孔径644。

⑶钻探全部采用干钻。

3）注浆

（1）利用注浆花管进行注浆。

⑵一般情况下浆液由稀到浓，根据具体情况逐步提高浆液浓度和注浆压力。

（3）注浆顺序宜先外侧，后内侧。

⑷注浆根据不同深度，采用不同规格的花杆进行长度搭配，使每次提升时浆孔

顶点满足标高要求及注浆要求。

（5）注浆随着深度的不同，注浆压力应随时调节。

（6）为控制注浆隆起，加密注浆孔。

4）当注浆达到下列标准时，可结束该孔注浆。

（1）当注浆量满足设计要求时。

（2）当注浆孔口压力突然上升时，注浆难以注入时。

⑶当路基面跑浆，路基出现异常，有影响铁路运行安全的苗头时，应立即终止

注浆。

4.13D梁加固方案

根据设计图纸，共有11股道需要D梁加固，其中24mD梁9组、16mD梁2组，

根据盾构机顶管下穿铁路的施工工期，所需D梁分别为：7组24血）梁和2组16mD梁。

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1、施工准备

1）为确保本工程施工安全、质量、进度，项目部决定设专人负责，领工员、技

术员、安全员等现场指导，负责施工和质量安全管理。

2）选派具有丰富的施工经验管理人员担任项目施工负责人，选择精通铁路既有

线封锁施工及具备D梁安拆经验的施工队伍进场施工。D型梁架设及线路加固施工人

员50人。组织全部管理人员及全部相关施工工人熟悉现场环境、施工作业程序、施

工作业方法，并成立以现场施工总指挥为首的施工小组作为施工单元，施工安全、

质量、进度目标及责任落实到人。使参与施工的每个人都全面地了解与熟悉施工现

场的实际情况以及施工作业要求。

3）施工负责人牵头，物资负责人组织人员落实线路加固设备用工器具、吊装机

械等。

4）施工负责人牵头，技术人员负责D梁安装过程的技术指导，在施工前，组织

各施工组长开技术交底会议，确保各施工组长理解到位。

5）施工负责人牵头，安全负责人组织有经验的线路施工人员对线路上进行全面

的检查，发现的问题及时全面的进行整改，确保施工前没有任何安全隐患。并负责

对新进场人员进场既有线施工岗前安全培训，所有进场人