本发明涉及一种大直径泥水盾构零沉降下穿地面快轨路基的施工方法，包括以下步骤：步骤1为地面注浆加固施工，步骤2进行施工监测，步骤3为盾构下穿快轨线路施工，步骤4纠偏及掘进方向控制，步骤5盾构下穿过程洞内的施工措施，步骤6进行现场巡视作业。本发明所述施工方法的有益效果是：充分发挥泥水盾构本身所具备的优点，由于泥水平衡式盾构是通过调节气垫仓的压力来控制前方掌子面的泥水压力，依靠泥水压力来平衡盾构前方开挖面的水土压力，保证前方开挖面的稳定，进而减小地面沉降；不破坏施工隧道附近的现有隧道和地下管线。
1.一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、地面注浆加固施工：
步骤1.1.1、在钻孔前进行挖探槽作业，在探槽内用地质雷达设备探测拟保护建筑物基础下方的水囊、空洞，对存在的水囊、空洞进行针对性的钻孔，并填充1:2.5的水泥砂浆；
步骤1.1.2、进行探槽开挖，探槽开挖宽度为2.0m，深度为2.5m；
步骤1.2.1、将钻机置于能够微调的360°角度钢质控制台上，使用地质罗盘确定地质钻机的角度，固定定位板，安装钻杆，利用地质罗盘进行二次钻机角度校准，钻孔采用跟管钻孔方式，钻孔完成后将注浆管打进钻孔中；
步骤1.2.2、在钻进过程中，遇到半径大于50mm的卵石、漂石时，应停止钻进，更换金刚石钻头，钻通后换回牙轮钻头继续钻孔施工；
步骤1.3、先在既有无砟轨道路基的两侧进行注浆加固，在既有无砟轨道路基的两侧各打设两排竖直的注浆孔和一排斜向的注浆孔，共计四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔，再在斜向的注浆孔外侧标示出五排斜向的注浆孔，注浆孔分布为南侧三排、北侧两排，将钻孔编号，初始编号为1，后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号，并与上述四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔做为预注浆孔，在盾构刀盘到达机场线前打孔注浆，四排竖向的注浆孔和两排斜向的注浆孔打设方式为每打钻一个注浆孔后，跳过后面两个注浆孔的位置，再打钻下一个注浆孔，待前面的注浆孔稳固后，再对跳过的注浆孔的位置进行钻孔，注浆方式为每对一个注浆孔进行注浆后，跳过后面两个注浆孔的位置，在下一个注浆孔进行注浆，待前面的注浆孔稳固后，再对跳过的注浆孔进行注浆；
步骤1.3.1、在步骤1.3中打设的五排斜向注浆孔，注浆孔分布为南侧三排、北侧两排将钻孔编号，初始编号为2，后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号，并埋设袖阀管，在盾构刀盘通过既有无砟轨道线路后且盾尾脱出既有无砟轨道线路前进行注浆；
步骤1.3.2、在步骤1.3中打设的五排斜向注浆孔，注浆孔分布为南侧三排、北侧两排，将钻孔编号，初始编号为3，后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号，并埋设袖阀管，在盾构穿越既有无砟轨道线路后，根据监测信息及时进行跟踪注浆作业；
对进行注浆加固施工的区域现场进行清理；施工围挡设立以加固建筑物范围进行划分，围挡采用钢管扣件式脚手架钢管搭设，外侧采用围挡板进行封闭；
步骤1.5.1、当注浆管全部安装完成后，在探槽内灌注混凝土止浆墙，将钢管头露在止浆墙上方；
步骤1.5.2、采用C20混凝土浇筑止浆墙，断面尺寸为厚0.4m、宽2.0m；每相隔24小时对浇筑止浆墙进行洒水养护，共进行3次洒水养护；
步骤1.5.3、对止浆墙的四周接缝、壁后和墙内漏水处进行注浆加固；
步骤1.6.1、注浆间距是50～100cm，注浆速度是10～100L/min，先进行试注浆，对每个注浆孔进行多次注浆，每次注浆的间隔时间为24h，在试注浆完成后再按每对一个注浆孔进行注浆后，跳过后面两个注浆孔的位置，在下一个注浆孔进行注浆，待前面的注浆孔稳固后，再对跳过的注浆孔进行注浆的顺序进行补充注浆；
步骤1.6.2、每个注浆孔首次注浆完毕后用清水冲洗注浆管；
步骤1.6.3、在既有无砟轨道路基下方区域的钻孔间距为0.75m，在无砟轨道路基毗邻区的钻孔间距为1.5m，钻孔采用梅花型布设，注浆采用袖阀管注浆，袖阀管长度16～22m；
步骤1.6.4、在盾构通过既有无砟轨道路基5天后，进行监测数据，使用预留的注浆管进行跟踪补偿注浆，跟踪补偿注浆结束后，进行恢复地面施工；
步骤2、在步骤1进行地面注浆加固施工的同时，进行施工监测：
步骤2.1、对路基挡墙竖向变形及结构缝两侧差异变形的监控：
步骤2.1.1、沿拟施工的隧道左路线方向和右线路方向布置监测点，在穿越既有无砟轨道路基的中心处设一个断面，向穿越隧道的两侧影响范围内的路基挡墙结构缝两侧分别设一个监测断面，每个断面在路基挡墙侧壁结构上布设路基挡墙竖向变形监测点，共布设了
步骤2.1.2、埋设测量点，在隧道结构侧墙上布设挡墙结构竖向变形测点，具体步骤如下：步骤2.1.2.1、使用电动钻具在选定建筑物部位钻直径20mm，深度50mm孔洞；
步骤2.1.2.2、清除孔洞内渣质，注入清水养护；
步骤2.1.2.3、向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂；
步骤2.1.2.5、使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙；
步骤2.1.3、挡墙结构竖向变形监测采用几何水准测量方法，使用电子水准仪观测，采用电子水准仪自带记录程序，记录外业观测数据文件；
步骤2.2.1、在轨道和路基的挡墙结构上布设位置相同的结构竖向变形监测测点基准点，在轨道和路基的挡墙结构布设断面位置相同的结构竖向变形测点；
步骤2.2.2、采用Φ8mm膨胀螺栓作为监测测点的标志，并做标记：步骤2.3、检查轨道静态几何尺寸：
步骤2.3.1、布设36个轨道静态几何尺寸检查点，轨道静态几何尺寸检查点的位置与轨道结构竖向位移监测断面相对应；
步骤2.3.2、采用油漆在轨道的钢轨内侧进行标记作为轨道静态几何尺寸检查点的标识；
步骤2.3.3、轨距、水平测量使用专用轨道尺测量；
步骤2.4.1、在施工的隧道影响范围地区的外测边缘布设若干个无缝线路位移监测点，每条轨道的钢轨上设1个无缝线路临时位移观测标尺，共布设8个无缝线路钢轨位移测点；
步骤2.4.2、通过读取各观测期观测墩顶细线标志与标尺中心的距离，计算每条轨道的钢轨沿线路方向的相对变化量从而得出钢轨的爬行量；
步骤2.5.1、在路基挡墙上布设倾斜监测点，布设位置同路基挡墙竖向变形测点，共布设36个倾斜监测点；
步骤2.5.2、在进行监测的路基挡墙上的位置附近粘贴1块10cm×8cm普通玻璃，增加监测面的光滑和平整度，采用监测仪器进行观测；
步骤2.6.1、在穿越隧道中心交线向两侧30米范围内每块感应板在中心和两侧各布设一个感应板静态尺寸监测点，每块感应板长为6米，共布设150个监测点；
步骤2.6.2、采用感应测量仪器监测感应板静态尺寸；
步骤3.1.1、在盾构机从既有无砟轨道路基的下方穿越前的200m处设置试验段，通过分段对泥水压力、推力、扭矩、掘进速度等掘进参数、泥浆指标、同步注浆和二次注浆的工艺参数设置标准值；
步骤3.1.2、通过监控量测数据总结与分析，取得确保沉降控制的工艺参数，形成盾构机下穿无砟轨道路基的控制值，确保盾构机下穿无砟轨道路基的地面沉降和穿越安全；
步骤3.2.1、在盾构机到达无砟轨道路基前，进行一次盾构机停机，进行带压进仓刀具检查更换、盾构机及其配套设备维修保养、清理泥水、检修盾构机系统；
步骤3.2.2、利用施工前停机检查更换刀具期间对盾构机的泥水处理系统进行一次全面检修保养工作，包括：一级旋流器、二级旋流器、旋流泵检修、调整池搅拌臂恢复加固、筛板及振动筛拖梁检修、加固，泥水处理设备上所有管路检修确保疏通，离心机、压滤机检修保养；
步骤3.2.4、对盾构机掘进过程中的地层扰动大小及泥水分离效果进行推测，动态观测出碴量与统计出碴量的变化情况，通过对每环掘进分离的干碴量、同步注浆量进行统计并与标准掘进出渣量进行对比，进行判断每环掘进地层损失量大小、注浆回填量大小，以获得最佳的掘进模式；
步骤3.2.5、通过盾构机的自动导向系统进行盾构机纠偏及掘进方向的控制；
步骤4.1.1、采用盾构机自带的自动导向系统和人工辅助测量进行盾构机姿态调整：步骤4.1.1.1、盾构机上安装的自动导向系统包括导向、自动定位、掘进程序软件和显示器，在盾构机主控室动态显示盾构机在掘进中的各种姿态，盾构机的线路和位置关系进行精确的测量和显示；
步骤4.1.1.2、根据自动导向系统提供的信息，对盾构的掘进方向及姿态进行调整；
步骤4.1.1.3、随着自动导向系统后视基准点需要前移，通过测量来进行对盾构机进行精确定位，每两天进行一次测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态；
步骤4.1.2、盾构机分区掘进及通过油缸控制盾构掘进方向：
步骤4.1.2.1、在上坡段盾构掘进时，加大盾构机下部油缸的推力；在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力；在左转弯曲线段掘进时，则加大盾构机右侧油缸的推力；在右转弯曲线掘进时，则加大盾构机左侧油缸的推力；在直线平坡段掘进时，调整盾构机的所有油缸的推力一致；
步骤4.1.2.2、在均匀的地层中进行盾构掘进时，调整盾构机的所有油缸推力相同；在软硬不均的地层中盾构掘进时，则调整硬地层一侧推进油缸的推力加大、软地层一侧油缸的推力减小；
步骤4.1.2.3、采用加大盾构偏移方向一侧的同步注浆压力和注浆量的方法，辅助调整纠偏盾构掘进的方向；
步骤4.2.1、盾构机的滚动允许的滚动偏差≤1.5°，当盾构机的滚动偏差超过1.5°时，盾构报警，此时应采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差；
步骤4.2.2、控制盾构掘进方向采用千斤顶对盾构机进行单侧推力，当盾构机出现下俯时，加大盾构机的下侧千斤顶的推力；当盾构机出现上仰时，加大盾构机的上侧千斤顶的推力；
步骤4.2.3、当盾构机出现左偏时，加大盾构机的左侧千斤顶的推力，当盾构机出现右偏时，加大盾构机的右侧千斤顶的推力；
步骤5、盾构机在穿越既有无砟轨道路基过程中的内部施工作业：
步骤5.1、在盾构机掘进同时进行同步注浆，采用盾构机自带的三台双活塞注浆泵在盾构机的尾部分六路进行同时注浆；在盾构机向前进行盾构掘进时，在盾构机的尾部的空隙形成的同时进行同步注浆作业，同步注浆浆液采用水泥砂浆，浆液初凝时间控制在4～6小时，注浆压力比同标高的泥水压力高0.05Mpa，注浆量控制在理论间隙的220％；
步骤5.2、在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的过程中，进行二次注浆作业，在管片脱出盾尾5环后即开始进行二次注浆作业，二次注浆的浆液采用水泥和水玻璃组成的双液浆，初凝时间控制在100秒以内，二次注浆压力控制在0.5Mpa以内，注浆量根据地表监测信息和注浆压力来确定；
步骤5.3、在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内，采用每环25个注浆孔的特殊管片，在管片脱出盾尾10环后及时进行二次深孔加强注浆，每环注浆17个孔，每个注浆孔内埋入的注浆管长度为3m，二次深孔注浆浆液采用超细水泥和水玻璃组成的双液浆，浆液初凝时间控制在60秒以内，注浆量和注浆压力根据地面沉降监测数据实时调整。
2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在步骤1中，在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内，在无砟轨道线路两侧分别布设6排和5排 袖阀管，在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越施工过程中利用注浆管对地铁机场线进行注浆加固；
盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越施工过程中，根据监测情况利用注浆孔进行跟踪补偿注浆，注浆管呈竖向和放射型布设。
3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在步骤1.1中，在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内，在既有无砟轨道线路两侧分别布设2排 袖阀管，在盾构穿越施工前利用预注浆孔对地铁机场线进行注浆预加固；在盾构穿越施工过程中，根据监测情况利用备用注浆进行跟踪补偿注浆，注浆管呈放射型布设。
4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在步骤2.4中，对轨道的无缝钢轨位移的监测采用弦测法，沿左右线的线路法向道床上埋设观测墩，在观测墩的中心放入铜制标志，铜制标志顶面基本与轨底面平齐，用细线将两个铜制标志连接，在每条钢轨轨腰上粘贴一个固定标尺，使标尺中心的零刻度与细线对齐。
5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在步骤1.5.2中，钻孔倾斜度偏差控制在±2°以内。
6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在步骤1.6中，注浆管采用 袖阀管，注浆材料为超细水泥浆，其中水灰比0.8:1～1:1，并在浆液中添加补偿收缩的膨胀剂，注浆压力控制在0.2～0.8MPa。
7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在步骤2.2.2中，测点埋设形式同隧道结构竖向变形测点。
8.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，在步骤2.5.3中，监测仪器采用JY-
一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及盾构施工技术领域，具体涉及到一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法。
背景技术
[0002] 近年来，随着铁路、公路、城市轨道交通、水利等基础建设的发展，大直径盾构越来越多的运用到城市轨道交通中，因此，盾构法施工对地表既有建(构)筑物的影响也在各工程中日益突显，如何在盾构施工过程中有效地控制地面沉降以保护隧道临近既有结构物和地下管线的安全，已成为城市地下工程中必须解决的重要课题。尤其是对于盾构隧道穿越既有线路问题，涉及到结构的稳定和既有线路的正常运营，已经引起了国内外学者的广泛关注。
[0003] 目前，中国国内对于采用直径 左右的盾构穿越既有线铁路的研究较多，一般沉降控制标准较低，且在盾构穿越过程中采取限速或停运等措施。但采用直径 及以上的大直径泥水盾构穿越既有线无砟轨道路基，在保证既有轨道交通正常运营的基础上，轨面最大隆沉值要控制在(+1mm～-2mm)的允许范围内，在中国国内尚数首次。无论技术难度，还是施工风险都非常大，需要认真探索和研究。
发明内容
[0004] 针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法。
[0005] 本发明的技术方案公开了一种大直径泥水盾构零沉降穿越无砟轨道路基的施工方法，具体包括以下步骤：
[0006] 步骤1、地面注浆加固施工：
[0007] 步骤1.1、施工放线和探槽开挖：
[0008] 步骤1.1.1、在钻孔前进行挖探槽作业，在探槽内用地质雷达设备探测拟保护建筑物基础下方的水囊、空洞，对存在的水囊、空洞进行针对性的钻孔，并填充1:2.5的水泥砂浆；
[0009] 步骤1.1.2、进行探槽开挖，探槽开挖宽度为2.0m，深度为2.5m；
[0010] 步骤1.2、地面钻孔、埋设注浆管：
[0011] 步骤1.2.1、将钻机置于能够微调的360°角度钢质控制台上，使用地质罗盘确定地质钻机的角度，固定定位板，安装钻杆，利用地质罗盘进行二次钻机角度校准，为了防止钻孔过程中出现塌孔，钻孔采用跟管钻孔方式，钻孔完成后将注浆管打进钻孔中；
[0012] 步骤1.2.2、在钻进过程中，遇到半径大于50mm的卵石、漂石时，应停止钻进，更换金刚石钻头，钻通后换回牙轮钻头继续钻孔施工；
[0013] 步骤1.3、先在既有无砟轨道路基的两侧进行注浆加固，在既有无砟轨道路基的两侧各打设两排竖直的注浆孔和一排斜向的注浆孔，共计四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔，再在斜向的注浆孔外侧标示出五排斜向的注浆孔，注浆孔分布为南侧三排、北侧两排，将钻孔编号，初始编号为1，后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号，并与上述四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔作为预注浆孔，在盾构刀盘到达机场线前打孔注浆，四排竖向的注浆孔和两排斜向的注浆孔打设方式为每打钻一个注浆孔后，跳过后面两个注浆孔的位置，再打钻下一个注浆孔，待前面的注浆孔稳固后，再对跳过的注浆孔的位置进行钻孔，注浆方式为每对一个注浆孔进行注浆后，跳过后面两个注浆孔的位置，在下一个注浆孔进行注浆，待前面的注浆孔稳固后，再对跳过的注浆孔进行注浆；
[0014] 步骤1.3.1、在步骤1.3中打设的五排斜向注浆孔，注浆孔分布为南侧三排、北侧两排将钻孔编号，初始编号为2，后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号，并埋设袖阀管，在盾构刀盘通过既有无砟轨道线路后且盾尾脱出既有无砟轨道线路前进行注浆；
[0015] 步骤1.3.2、在步骤1.3中打设的五排斜向注浆孔，注浆孔分布为南侧三排、北侧两排，将钻孔编号，初始编号为3，后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号，并埋设袖阀管，在盾构穿越既有无砟轨道线路后，根据监测信息及时进行跟踪注浆作业；
[0016] 步骤1.4、清理场地和设立围挡：
[0017] 对进行注浆加固施工的区域现场进行清理；施工围挡设立以加固建筑物范围进行划分，围挡采用钢管扣件式脚手架钢管搭设，外侧采用围挡板进行封闭；
[0018] 步骤1.5、浇筑止浆墙：
[0019] 步骤1.5.1、当注浆管全部安装完成后，在探槽内灌注混凝土止浆墙，将钢管头露在止浆墙上方；
[0020] 步骤1.5.2、采用C20混凝土浇筑止浆墙，断面尺寸为厚0.4m、宽2.0m；每相隔24小时对浇筑止浆墙进行洒水养护，共进行3次洒水养护；
[0021] 步骤1.5.3、对止浆墙的四周接缝、壁后和墙内漏水处进行注浆加固；
[0022] 步骤1.6、进行注浆施工：
[0023] 步骤1.6.1、注浆间距是50～100cm，注浆速度是10～100L/min，先进行试注浆，对每个注浆孔进行多次注浆，每次注浆的间隔时间为24h，在试注浆完成后再按每对一个注浆孔进行注浆后，跳过后面两个注浆孔的位置，在下一个注浆孔进行注浆，待前面的注浆孔稳固后，再对跳过的注浆孔进行注浆的顺序进行补充注浆；
[0024] 步骤1.6.2、每个注浆孔首次注浆完毕后用清水冲洗注浆管；
[0025] 步骤1.6.3、在既有无砟轨道路基下方区域的钻孔间距为0.75m，在无砟轨道路基毗邻区的钻孔间距为1.5m，钻孔采用梅花型布设，注浆采用袖阀管注浆，袖阀管长度16～22m；
[0026] 步骤1.6.4、在盾构通过既有无砟轨道路基5天后，进行监测数据，使用预留的注浆管进行跟踪补偿注浆，跟踪补偿注浆结束后，进行恢复地面施工；
[0027] 步骤2、在步骤1进行地面注浆加固施工的同时，进行施工监测：
[0028] 步骤2.1、对路基挡墙竖向变形及结构缝两侧差异变形的监控：
[0029] 步骤2.1.1、沿拟施工的隧道左路线方向和右线路方向布置监测点，在穿越既有无砟轨道路基的中心处设一个断面，向穿越隧道的两侧影响范围内的路基挡墙结构缝两侧分别设一个监测断面，每个断面在路基挡墙侧壁结构上布设路基挡墙竖向变形监测点，共布设了72个路基挡墙竖向变形监测点；
[0030] 步骤2.1.2、埋设测量点，在隧道结构侧墙上布设挡墙结构竖向变形测点，具体步骤如下：
[0031] 步骤2.1.2.1、使用电动钻具在选定建筑物部位钻直径20mm，深度约50mm孔洞；
[0032] 步骤2.1.2.2、清除孔洞内渣质，注入清水养护；
[0033] 步骤2.1.2.3、向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂；
[0034] 步骤2.1.2.4、在孔洞内放入观测点标志；
[0035] 步骤2.1.2.5、使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙；
[0036] 步骤2.1.2.6、对孔洞养护15天以上；
[0037] 步骤2.1.3、挡墙结构竖向变形监测采用几何水准测量方法，使用电子水准仪观测，采用电子水准仪自带记录程序，记录外业观测数据文件；
[0038] 步骤2.2、监控轨道结构竖向变形：
[0039] 步骤2.2.1、在轨道和路基的挡墙结构上布设位置相同的结构竖向变形监测测点基准点，在轨道和路基的挡墙结构布设断面位置相同的结构竖向变形测点；
[0040] 步骤2.3、检查轨道静态几何尺寸：
[0041] 步骤2.3.1、布设36个轨道静态几何尺寸检查点，轨道静态几何尺寸检查点的位置与轨道结构竖向位移监测断面相对应；
[0042] 步骤2.3.2、采用油漆在轨道的钢轨内侧进行标记作为轨道静态几何尺寸检查点的标识；
[0043] 步骤2.3.3、轨距、水平测量使用专用轨道尺测量；
[0044] 步骤2.4、监测无缝线路钢轨位移：
[0045] 步骤2.4.1、在施工的隧道影响范围地区的外测边缘布设若干个无缝线路位移监测点，每条轨道的钢轨上设1个无缝线路临时位移观测标尺，共布设8个无缝线路钢轨位移测点；
[0046] 步骤2.4.2、通过读取各观测期观测墩顶细线标志与标尺中心的距离，计算每条轨道的钢轨沿线路方向的相对变化量从而得出钢轨的爬行量；
[0047] 步骤2.5、监测路基挡墙结构的倾斜：
[0048] 步骤2.5.1、在路基挡墙上布设倾斜监测点，布设位置同路基挡墙竖向变形测点，共布设36个倾斜监测点；
[0049] 步骤2.5.2、在进行监测的路基挡墙上的位置附近粘贴1块10cm×8cm普通玻璃，增加监测面的光滑和平整度，采用监测仪器进行观测；
[0050] 步骤2.6、监测感应板静态尺寸：
[0051] 步骤2.6.1、在穿越隧道中心交线向两侧30米范围内每块感应板在中心和两侧各布设一个感应板静态尺寸监测点，每块感应板长为6米，共布设150个监测点；
[0052] 步骤2.6.2、采用感应测量仪器监测感应板静态尺寸；
[0053] 步骤3、进行盾构穿越既有无砟轨道路基：
[0054] 步骤3.1、设置试验施工段和监控分析各项数据：
[0055] 步骤3.1.1、在盾构机从既有无砟轨道路基的下方穿越前的200m处设置试验段，通过分段对泥水压力、推力、扭矩、掘进速度、泥浆指标、同步注浆和二次注浆的工艺参数设置标准值；
[0056] 步骤3.1.2、通过监控量测数据总结与分析，取得确保沉降控制的工艺参数，形成盾构机下穿无砟轨道路基的控制值，确保盾构机下穿无砟轨道路基的地面沉降和穿越安全；
[0057] 步骤3.2、在无砟轨道路基下方进行盾构穿越施工：
[0058] 步骤3.2.1、在盾构机到达无砟轨道路基前，进行一次盾构机停机，进行带压进仓刀具检查更换、盾构机及其配套设备维修保养、清理泥水、检修盾构机系统；
[0059] 步骤3.2.2、利用施工前停机检查更换刀具期间对盾构机的泥水处理系统进行一次全面检修保养工作，包括：一级旋流器、二级旋流器、旋流泵检修、调整池搅拌臂恢复加固、筛板及振动筛拖梁检修、加固，泥水处理设备上所有管路检修确保疏通，离心机、压滤机检修保养；
[0060] 步骤3.2.3、在盾构机掘进过程中建立压力平衡；
[0061] 步骤3.2.4、对盾构机掘进过程中的地层扰动大小及泥水分离效果进行推测，动态观测出碴量与统计出碴量的变化情况，通过对每环掘进分离的干碴量、同步注浆量进行统计并与标准掘进出渣量进行对比，进行判断每环掘进地层损失量大小、注浆回填量大小；
[0062] 步骤3.2.5、通过盾构机的自动导向系统进行盾构机纠偏及掘进方向的控制；
[0063] 步骤4、纠偏及掘进方向控制：
[0064] 步骤4.1、控制盾构掘进方向：
[0065] 步骤4.1.1、采用盾构机自带的自动导向系统和人工辅助测量进行盾构机姿态调整：
[0066] 步骤4.1.1.1、盾构机上安装的自动导向系统包括导向、自动定位、掘进程序软件和显示器，在盾构机主控室动态显示盾构机在掘进中的各种姿态，盾构机的线路和位置关系进行精确的测量和显示；
[0067] 步骤4.1.1.2、根据自动导向系统提供的信息，对盾构的掘进方向及姿态进行调整；
[0068] 步骤4.1.2、盾构机分区掘进及通过油缸控制盾构掘进方向：
[0069] 步骤4.1.2.1、在上坡段盾构掘进时，加大盾构机下部油缸的推力；在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力；在左转弯曲线段掘进时，则加大盾构机右侧油缸的推力；在右转弯曲线掘进时，则加大盾构机左侧油缸的推力；在直线平坡段掘进时，调整盾构机的所有油缸的推力一致；
[0070] 步骤4.1.2.2、在均匀的地层中进行盾构掘进时，调整盾构机的所有油缸推力相同；在软硬不均的地层中盾构掘进时，则调整硬地层一侧推进油缸的推力加大、软地层一侧油缸的推力减小；
[0071] 步骤4.1.2.3、采用加大盾构偏移方向一侧的同步注浆压力和注浆量的方法，辅助调整纠偏盾构掘进的方向；
[0072] 步骤4.2、调整和纠偏盾构机的姿态：
[0073] 步骤4.2.1、盾构机的滚动允许的滚动偏差≤1.5°，滚动偏差超过1.5°时，应采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差；
[0074] 步骤4.2.2、控制盾构掘进方向采用千斤顶对盾构机进行单侧推力，当盾构机出现下俯时，加大盾构机的下侧千斤顶的推力；当盾构机出现上仰时，加大盾构机的上侧千斤顶的推力；
[0075] 步骤4.2.3、当盾构机出现左偏时，加大盾构机的左侧千斤顶的推力，当盾构机出现右偏时，加大盾构机的右侧千斤顶的推力；
[0076] 步骤5、盾构机在穿越既有无砟轨道路基过程中的内部施工作业：
[0077] 步骤5.1、在盾构机掘进同时进行同步注浆，采用盾构机自带的三台双活塞注浆泵在盾构机的尾部分六路进行同时注浆；在盾构机向前进行盾构掘进时，在盾构机的尾部的空隙形成的同时进行同步注浆作业，同步注浆浆液采用水泥砂浆，浆液初凝时间控制在4～6小时，注浆压力比同标高的泥水压力高0.05Mpa，注浆量控制在理论间隙的220％；
[0078] 步骤5.2、在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的过程中，进行二次注浆作业，在管片脱出盾尾5环后即开始进行二次注浆作业，二次注浆的浆液采用水泥和水玻璃组成的双液浆，初凝时间控制在100秒以内，二次注浆压力控制在0.5Mpa以内，注浆量根据地表监测信息和注浆压力来确定；
[0079] 步骤5.3、在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内，采用每环25个注浆孔的特殊管片，在管片脱出盾尾10环后及时进行二次深孔加强注浆，每环注浆17个孔，每个注浆孔内埋入的注浆管长度为3m，二次深孔注浆浆液采用超细水泥和水玻璃组成的双液浆，浆液初凝时间控制在60秒以内，注浆量和注浆压力根据地面沉降监测数据实时调整；
[0080] 步骤6、进行现场巡视：
[0081] 步骤6.1、巡视无砟轨道路基的区间结构及道床渗漏水现象；
[0082] 步骤6.2、巡视无砟轨道路基的区间内管线开裂、渗漏水情况；
[0083] 步骤6.3、巡视无砟轨道路基的支护桩的裂缝、侵蚀情况。
[0084] 进一步地，在步骤1中，在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内，在无砟轨道线路两侧分别布设6排和5排 袖阀管，在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越施工过程中利用注浆管对地铁机场线进行注浆加固；盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越施工过程中，根据监测情况利用注浆孔进行跟踪补偿注浆，注浆管呈竖向和放射型布设。
[0085] 进一步地，在步骤1.1中，在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内，在既有无砟轨道线路两侧分别布设2排 袖阀管，在盾构穿越施工前利用预注浆孔对地铁机场线进行注浆预加固；在盾构穿越施工过程中，根据监测情况利用备用注浆进行跟踪补偿注浆，注浆管呈放射型布设。
[0086] 进一步地，在步骤2.4中，对轨道的无缝钢轨位移的监测采用弦测法，沿左右线的线路法向道床上埋设观测墩，在观测墩的中心放入铜制标志，铜制标志顶面基本与轨底面平齐，用细线将两个铜制标志连接，在每条钢轨轨腰上粘贴一个固定标尺，将标尺中心的零刻度与细线对齐；
[0087] 进一步地，在步骤1.5.2中，钻孔倾斜度偏差控制在±2°以内。
[0088] 进一步地，在步骤1.7中，注浆管采用 袖阀管，注浆材料为超细水泥浆，其中水灰比0.8:1～1:1，并在浆液中添加补偿收缩的膨胀剂，注浆压力控制在0.2～0.8MPa。
[0089] 进一步地，在步骤2.2.2中，测点埋设形式同隧道结构竖向变形测点。
[0090] 进一步地，在步骤2.5.3中，监测仪器采用JY-8000型双轴倾斜仪。
[0091] 本发明所述施工方法的有益效果是：充分发挥泥水盾构本身所具备的优点，由于泥水平衡式盾构是通过调节气垫仓的压力来控制前方掌子面的泥水压力，依靠泥水压力来平衡盾构前方开挖面的水土压力，保证前方开挖面的稳定，进而减小地面沉降；不破坏施工隧道附近的无砟轨道路基和地下管线。
附图说明
[0092] 图1为本发明所述施工方法的步骤1的施工流程示意图。
具体实施方式
[0093] 下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明所述施工方法做进一步详细说明。
[0094] 如图1所示，本发明所述的施工方法，具体包括以下步骤：
[0095] 步骤1、地面注浆加固施工：
[0096] 步骤1.1、施工放线和探槽开挖：
[0097] 步骤1.1.1、在钻孔前进行挖探槽作业，在探槽内用地质雷达设备探测拟保护建筑物基础下方的水囊、空洞，对存在的水囊、空洞进行针对性的钻孔，并填充1:2.5的水泥砂浆；
[0098] 步骤1.1.2、进行探槽开挖，探槽开挖宽度为2.0m，深度为2.5m；
[0099] 步骤1.2、地面钻孔、埋设注浆管：
[0100] 步骤1.2.1、将钻机置于能够微调的360°角度钢质控制台上，使用地质罗盘确定地质钻机的角度，固定定位板，安装钻杆，利用地质罗盘进行二次钻机角度校准，为了防止钻孔过程中出现塌孔，钻孔采用跟管钻孔方式，钻孔完成后将注浆管打进钻孔中；
[0101] 步骤1.2.2、在钻进过程中，遇到半径大于50mm的卵石、漂石时，应停止钻进，更换金刚石钻头，钻通后换回牙轮钻头继续钻孔施工；
[0102] 步骤1.3、先在既有无砟轨道路基的两侧进行注浆加固，在既有无砟轨道路基的两侧各打设两排竖直的注浆孔和一排斜向的注浆孔，共计四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔，再在斜向的注浆孔外侧标示出五排斜向的注浆孔，注浆孔分布为南侧三排、北侧两排，将钻孔编号，初始编号为1，后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号，并与上述四排竖直的注浆孔和两排斜向的注浆孔做为预注浆孔，在盾构刀盘到达机场线前打孔注浆，四排竖向的注浆孔和两排斜向的注浆孔打设方式为每打钻一个注浆孔后，跳过后面两个注浆孔的位置，再打钻下一个注浆孔，待前面的注浆孔稳固后，再对跳过的注浆孔的位置进行钻孔，注浆方式为每对一个注浆孔进行注浆后，跳过后面两个注浆孔的位置，在下一个注浆孔进行注浆，待前面的注浆孔稳固后，再对跳过的注浆孔进行注浆；
[0103] 步骤1.3.1、在步骤1.3中打设的五排斜向注浆孔，注浆孔分布为南侧三排、北侧两排将钻孔编号，初始编号为2，后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号，并埋设袖阀管，在盾构刀盘通过既有无砟轨道线路后且盾尾脱出既有无砟轨道线路前进行注浆；
[0104] 步骤1.3.2、在步骤1.3中打设的五排斜向注浆孔，注浆孔分布为南侧三排、北侧两排，将钻孔编号，初始编号为3，后面的钻孔数字编号依次增加3的方式对若干个钻孔编号，并埋设袖阀管，在盾构穿越既有无砟轨道线路后，根据监测信息及时进行跟踪注浆作业；
[0105] 步骤1.4、清理场地和设立围挡：
[0106] 对进行注浆加固施工的区域现场进行清理；施工围挡设立以加固建筑物范围进行划分，围挡采用钢管扣件式脚手架钢管搭设，外侧采用围挡板进行封闭；
[0107] 步骤1.5、浇筑止浆墙：
[0108] 步骤1.5.1、当注浆管全部安装完成后，在探槽内灌注混凝土止浆墙，将钢管头露在止浆墙上方；
[0109] 步骤1.5.2、采用C20混凝土浇筑止浆墙，断面尺寸为厚0.4m、宽2.0m；每相隔24小时对浇筑止浆墙进行洒水养护，共进行3次洒水养护；
[0110] 步骤1.5.3、对止浆墙的四周接缝、壁后和墙内漏水处进行注浆加固；
[0111] 步骤1.6、进行注浆施工：
[0112] 步骤1.6.1、注浆间距是50～100cm，注浆速度是10～100L/min，先进行试注浆，对每个注浆孔进行多次注浆，每次注浆的间隔时间为24h，在试注浆完成后再按每对一个注浆孔进行注浆后，跳过后面两个注浆孔的位置，在下一个注浆孔进行注浆，待前面的注浆孔稳固后，再对跳过的注浆孔进行注浆的顺序进行补充注浆；
[0113] 步骤1.6.2、每个注浆孔首次注浆完毕后立即用清水冲洗注浆管；
[0114] 步骤1.6.3、在既有无砟轨道路基下方区域的钻孔间距为0.75m，在无砟轨道路基毗邻区的钻孔间距为1.5m，钻孔采用梅花型布设，注浆采用袖阀管注浆，袖阀管长度16～22m；
[0115] 步骤1.6.4、在盾构通过既有无砟轨道路基5天后，进行监测数据，使用预留的注浆管进行跟踪补偿注浆，跟踪补偿注浆结束后，进行恢复地面施工；
[0116] 步骤2、在步骤1进行地面注浆加固施工的同时，进行施工监测：
[0117] 步骤2.1、对路基挡墙竖向变形及结构缝两侧差异变形的监控：
[0118] 步骤2.1.1、沿拟施工的隧道左路线方向和右线路方向布置监测点，在穿越既有无砟轨道路基的中心处设一个断面，向穿越隧道的两侧影响范围内的路基挡墙结构缝两侧分别设一个监测断面，每个断面在路基挡墙侧壁结构上布设路基挡墙竖向变形监测点，共布设了72个路基挡墙竖向变形监测点；
[0119] 步骤2.1.2、埋设测量点，在隧道结构侧墙上布设挡墙结构竖向变形测点，具体步骤如下：
[0120] 步骤2.1.2.1、使用电动钻具在选定建筑物部位钻直径20mm，深度50mm孔洞；
[0121] 步骤2.1.2.2、清除孔洞内渣质，注入清水养护；
[0122] 步骤2.1.2.3、向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂；
[0123] 步骤2.1.2.4、在孔洞内放入观测点标志；
[0124] 步骤2.1.2.5、使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙；
[0125] 步骤2.1.2.6、对孔洞养护15天以上；
[0126] 步骤2.1.3、挡墙结构竖向变形监测采用几何水准测量方法，使用电子水准仪观测，采用电子水准仪自带记录程序，记录外业观测数据文件；
[0127] 步骤2.2、监控轨道结构竖向变形：
[0128] 步骤2.2.1、在轨道和路基的挡墙结构上布设位置相同的结构竖向变形监测测点基准点，在轨道和路基的挡墙结构布设断面位置相同的结构竖向变形测点；
[0129] 步骤2.2.2、采用Φ8mm膨胀螺栓作为监测测点的标志，并做好清晰的标记：
[0130] 步骤2.3、检查轨道静态几何尺寸：
[0131] 步骤2.3.1、布设36个轨道静态几何尺寸检查点，轨道静态几何尺寸检查点的位置与轨道结构竖向位移监测断面相对应；
[0132] 步骤2.3.2、采用油漆在轨道的钢轨内侧进行标记作为轨道静态几何尺寸检查点的标识；
[0133] 步骤2.3.3、轨距、水平测量使用专用轨道尺测量；
[0134] 步骤2.4、监测无缝线路钢轨位移：
[0135] 步骤2.4.1、在施工的隧道影响范围地区的外测边缘布设若干个无缝线路位移监测点，每条轨道的钢轨上设1个无缝线路临时位移观测标尺，共布设8个无缝线路钢轨位移测点；
[0136] 步骤2.4.2、通过读取各观测期观测墩顶细线标志与标尺中心的距离，计算每条轨道的钢轨沿线路方向的相对变化量从而得出钢轨的爬行量；
[0137] 步骤2.5、监测路基挡墙结构的倾斜：
[0138] 步骤2.5.1、在路基挡墙上布设倾斜监测点，布设位置同路基挡墙竖向变形测点，共布设36个倾斜监测点；
[0139] 步骤2.5.2、在进行监测的路基挡墙上的位置附近粘贴1块10cm×8cm普通玻璃，增加监测面的光滑和平整度，采用监测仪器进行观测；
[0140] 步骤2.6、监测感应板静态尺寸：
[0141] 步骤2.6.1、在穿越隧道中心交线向两侧30米范围内每块感应板在中心和两侧各布设一个感应板静态尺寸监测点，每块感应板长为6米，共布设150个监测点；
[0142] 步骤2.6.2、采用感应测量仪器监测感应板静态尺寸；
[0143] 步骤3、进行盾构穿越既有无砟轨道路基：
[0144] 步骤3.1、设置试验施工段和监控分析各项数据：
[0145] 步骤3.1.1、在盾构机从既有无砟轨道路基的下方穿越前的200m处设置试验段，通过分段对泥水压力、推力、扭矩、掘进速度等掘进参数、泥浆指标、同步注浆和二次注浆的工艺参数设置标准值；
[0146] 步骤3.1.2、通过监控量测数据总结与分析，取得确保沉降控制的工艺参数，形成盾构机下穿无砟轨道路基的控制值；
[0147] 步骤3.2、在无砟轨道路基下方进行盾构穿越施工：
[0148] 步骤3.2.1、在盾构机到达无砟轨道路基前，进行一次盾构机停机，进行带压进仓刀具检查更换、盾构机及其配套设备维修保养、清理泥水、检修盾构机系统；
[0149] 步骤3.2.2、利用施工前停机检查更换刀具期间对盾构机的泥水处理系统进行一次全面检修保养工作，包括：一级旋流器、二级旋流器、旋流泵检修、调整池搅拌臂恢复加固、筛板及振动筛拖梁检修、加固，泥水处理设备上所有管路检修确保疏通，离心机、压滤机检修保养；
[0150] 步骤3.2.3、在盾构机掘进过程中建立压力平衡；
[0151] 步骤3.2.4、对盾构机掘进过程中的地层扰动大小及泥水分离效果进行推测，动态观测出碴量与统计出碴量的变化情况，通过对每环掘进分离的干碴量、同步注浆量进行统计并与标准掘进出渣量进行对比，进行判断每环掘进地层损失量大小、注浆回填量大小，以获得最佳的掘进模式；
[0152] 步骤3.2.5、通过盾构机的自动导向系统进行盾构机纠偏及掘进方向的控制；
[0153] 步骤4、纠偏及掘进方向控制：
[0154] 步骤4.1、控制盾构掘进方向：
[0155] 步骤4.1.1、采用盾构机自带的自动导向系统和人工辅助测量进行盾构机姿态调整：
[0156] 步骤4.1.1.1、盾构机上安装的自动导向系统包括导向、自动定位、掘进程序软件和显示器，在盾构机主控室动态显示盾构机在掘进中的各种姿态，盾构机的线路和位置关系进行精确的测量和显示；
[0157] 步骤4.1.1.2、根据自动导向系统提供的信息，对盾构的掘进方向及姿态进行调整；
[0158] 步骤4.1.1.3、随着自动导向系统后视基准点需要前移，通过测量来进行对盾构机进行精确定位，每两天进行一次测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态；
[0159] 步骤4.1.1.3、随着自动导向系统后视基准点需要前移，通过测量来进行对盾构机进行精确定位，每两天进行一次测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态；
[0160] 步骤4.1.2、盾构机分区掘进及通过油缸控制盾构掘进方向：
[0161] 步骤4.1.2.1、在上坡段盾构掘进时，加大盾构机下部油缸的推力；在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力；在左转弯曲线段掘进时，则加大盾构机右侧油缸的推力；在右转弯曲线掘进时，则加大盾构机左侧油缸的推力；在直线平坡段掘进时，调整盾构机的所有油缸的推力一致；
[0162] 步骤4.1.2.2、在均匀的地层中进行盾构掘进时，调整盾构机的所有油缸推力相同；在软硬不均的地层中盾构掘进时，则调整硬地层一侧推进油缸的推力加大、软地层一侧油缸的推力减小；
[0163] 步骤4.1.2.3、采用加大盾构偏移方向一侧的同步注浆压力和注浆量的方法，辅助调整纠偏盾构掘进的方向；
[0164] 步骤4.2、调整和纠偏盾构机的姿态：
[0165] 步骤4.2.1、盾构机的滚动允许的滚动偏差≤1.5°，盾构机的滚动偏差超过1.5°时，采用盾构刀盘反转的方法纠正滚动偏差；
[0166] 步骤4.2.2、控制盾构掘进方向采用千斤顶对盾构机进行单侧推力，当盾构机出现下俯时，加大盾构机的下侧千斤顶的推力；当盾构机出现上仰时，加大盾构机的上侧千斤顶的推力；
[0167] 步骤4.2.3、当盾构机出现左偏时，加大盾构机的左侧千斤顶的推力，当盾构机出现右偏时，加大盾构机的右侧千斤顶的推力；
[0168] 步骤5、盾构机在穿越既有无砟轨道路基过程中的内部施工作业：
[0169] 步骤5.1、在盾构机掘进同时进行同步注浆，采用盾构机自带的三台双活塞注浆泵在盾构机的尾部分六路进行同时注浆；在盾构机向前进行盾构掘进时，在盾构机的尾部的空隙形成的同时进行同步注浆作业，同步注浆浆液采用水泥砂浆，浆液初凝时间控制在4～6小时，注浆压力比同标高的泥水压力高0.05Mpa，注浆量控制在理论间隙的220％；
[0170] 步骤5.2、在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的过程中，进行二次注浆作业，在管片脱出盾尾5环后即开始进行二次注浆作业，二次注浆的浆液采用水泥和水玻璃组成的双液浆，初凝时间控制在100秒以内，二次注浆压力控制在0.5Mpa以内，注浆量根据地表监测信息和注浆压力来确定；
[0171] 步骤5.3、在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内，采用每环25个注浆孔的特殊管片，在管片脱出盾尾10环后及时进行二次深孔加强注浆，每环注浆17个孔，每个注浆孔内埋入的注浆管长度为3m，二次深孔注浆浆液采用超细水泥和水玻璃组成的双液浆，浆液初凝时间控制在60秒以内，注浆量和注浆压力根据地面沉降监测数据实时调整；
[0172] 步骤6、进行现场巡视：
[0173] 步骤6.1、巡视无砟轨道路基的区间结构及道床渗漏水现象；
[0174] 步骤6.2、巡视无砟轨道路基的区间内管线开裂、渗漏水情况；
[0175] 步骤6.3、巡视无砟轨道路基的支护桩的裂缝、侵蚀情况。
[0176] 进一步地，在步骤1中，在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内，在无砟轨道线路两侧分别布设6排和5排 袖阀管，在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越施工过程中利用注浆管对地铁机场线进行注浆加固；盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越施工过程中，根据监测情况利用注浆孔进行跟踪补偿注浆，注浆管呈竖向和放射型布设。
[0177] 进一步地，在步骤1.1中，在盾构机从既有无砟轨道路基下方穿越的影响区域范围内，在既有无砟轨道线路两侧分别布设2排 袖阀管，在盾构穿越施工前利用预注浆孔对地铁机场线进行注浆预加固；在盾构穿越施工过程中，根据监测情况利用备用注浆进行跟踪补偿注浆，注浆管呈放射型布设。
[0178] 进一步地，在步骤2.4中，对轨道的无缝钢轨位移的监测采用弦测法，沿左右线的线路法向道床上埋设观测墩，在观测墩的中心放入铜制标志，铜制标志顶面基本与轨底面平齐，用细线将两个铜制标志连接，在每条钢轨轨腰上粘贴一个固定标尺，将标尺中心的零刻度与细线对齐；
[0179] 进一步地，在步骤1.5.2中，钻孔倾斜度偏差控制在±2°以内。
[0180] 进一步地，在步骤1.7中，注浆管采用 袖阀管，注浆材料为超细水泥浆，其中水灰比0.8:1～1:1，并在浆液中添加补偿收缩的膨胀剂，注浆压力控制在0.2～0.8MPa。
[0181] 进一步地，在步骤2.2.2中，测点埋设形式同隧道结构竖向变形测点。
[0182] 进一步地，在步骤2.5.3中，监测仪器采用JY-8000型双轴倾斜仪。
[0183] 本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。
