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土压平衡顶管下穿铁路的施工控制
曲 洋
中铁十八局集团第三工程有限公司 河北 涿州 072750
摘要： 为研究下穿铁路的顶管施工对路基沉降的影响，以昆武高速地面排水下穿云冶铁路工程为例，采用有限元模拟
法，以不同覆土厚度的9.0 m×4.4 m截面为施工管廊截面，并在开挖时与开挖停止2种工况下对土层变化进行分析。结
果表明：12 m覆土厚度满足顶管土层沉降要求；顶管过程中，顶管机前方0～16 m及3倍管径范围内的土层需进行加固
处理；推进停止时，附加推力、摩擦力对土层水平位移起决定作用。研究结论可为铁路的安全运营提供理论依据。
关键词： 土压平衡顶管；铁路路基；土层沉降；有限元模拟
中图分类号： U455.47 文献标志码： A 文章编号： 1004-1001(2020)02- 0244-03 DOI： 10.14144/j.cnki.jzsg.2020.02.034
Construction Control of Soil Pressure Balance Pipe Jacking
Underpassing Railway
QU Yang
China Railway 18th Bureau Group Third Engineering Co., Ltd., Zhuozhou, Hebei 072750, China
Abstract: In order to study the influence of the pipe jacking construction on the subgrade settlement underpassing
railway, taking the ground drainage project of Kunming-Wuhan high speed underpassing railway as an example,
using the finite element simulation method, taking the section of 9.0 m×4.4 m with different thickness of overburden as
the construction pipe gallery section, and analyzing the soil layer change under the two conditions of excavation and
excavation stop. The results show that the 12 m thickness of soil cover can meet the requirements of pipe jacking soil
settlement; during pipe jacking, the soil layer within 0~16 m and 3 times of pipe diameter in front of pipe jacking machine
needs to be reinforced. When the propulsion stops, the additional thrust and friction play a decisive role in the horizontal
displacement of soil layer. The conclusion can provide theoretical basis for the safe operation of railway.
Keywords: soil pressure balance pipe jacking; railway subgrade; soil settlement; finite element simulation
市政工程 MUNICIPAL ENGINEERING
比圆形顶管，矩形顶管能充分利用截面的空间优势，对土
层适应能力更强。
基于此，本文以昆武高速地面排水下穿云冶铁路工程
为例，采用有限元模拟法，研究了顶管下穿铁路施工对路
基沉降的影响，以期为其他下穿铁路土压平衡顶管施工提
供理论指导。
1 工程概况
背景工程场地处于京昆高速跨线桥两侧，地段为城市
建成区边缘，交通较方便，地形起伏不大，建筑、菜地、
荒地遍布，地面海拔1 905～ 1 914 m。勘探揭露表明，勘探
地基土上覆地层主要为第四系上更新统湖冲积层、第四系
全新统人工填土。
场地内水文地质条件受当地气候、地形地貌、岩性、
地质构造、地表水系及人类活动等因素的影响，补给来源
为地表水的渗入补给，根据地下水埋藏条件可划分为孔隙
水、基岩裂隙水。
孔隙水主要赋存于黏性土中，受大气降水及地表水补
给，随季节变化较大；基岩裂隙水主要赋存于弱风化、全-
强风化白云岩和砾岩裂缝中。
近年来我国城市建设在大规模快速发展，大规模、大
范围的综合管廊工程正破土动工，跨越既有铁路的管线工
程也在逐年增加。预测施工引起的铁路路基沉降，保证顶
管顺利掘进和铁路的安全运营
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