1估算路基沉降以确定铺轨时间
工后沉降预测是确定铺轨时间的依据，针对目前沉降估算精度难以满足无砟轨道高速铁路要求的问题，基于前期研究获取的土工参数，采用规范法、经验公式法、解析法对沪宁城际铁路6个试验断面开展沉降计算研究，经对比分析最终确立复合模量法计算加固区沉降，e－lgp曲线计算下卧层沉降，得出的变形模量计算结果与实测较为接近。铺轨时间的确定主要依赖于对实测曲线的推算。通过引入预测学中的变权重法，分别对双曲线法、GM(1，1)法及星野法预测模型进行优化组合，得到新的变权重组合预测模型，该模型的预测结果精度更高且结果唯一，工程应用性优越。根据上述综合沉降估算法与变权重组合推算方法，计算得到较精确的路基沉降发展趋势，为确定铺轨时间提供了依据。计算和测试结果均显示，沪宁城际铁路6个试验断面工后沉降满足控制要求。沉降计算结果与现场测试相互验证，总结出的沉降计算方法与现场测试技术为确保工程质量在超短工期内完成进度提供了技术保障。
2新线建设与既有线安全运营双向影响
2.1紧临既有线管桩施工技术研究
为把沪宁城际铁路施工对既有线的影响控制在安全范围以内，从设计、组织管理、施工工艺角度出发提出对策。其中，重点研究了紧临既有线预应力管桩施工工艺。工程实践表明，由于预制管桩在施工过程中引起的振动、挤土和噪声对周围环境的不良影响，尤其打桩产生的应力波会造成周围土体的强烈振动，将影响既有线的运营安全。为防止打桩施工对既有线的振动以及挤压影响，紧临既有线预应力管桩施工采用了设置应力释放孔、静压施工、调整施打顺序等工艺优化措施(图5)。其中，应力释放孔(孔间距3～5m、孔径0.5m)设置在紧临既有线侧，深度≥10m且≥1/2桩长，长度10～19m。图5成桩施工优化技术示意该成桩施工安全技术可从三个方面减小对既有线的影响:①通过在紧临既有线侧设置应力释放孔，对管桩施工的挤土效应进行有效释放，阻断土体继续向既有线侧传递;②采用静压施工取代动力打桩，无振动和施工噪音;③成桩采用跳打顺序，尽早形成帷幕，抑制既有线侧的挤土效应，为超孔隙水压力提供充足的消散时间。
2.2紧临既有线施工安全管理研究
针对紧邻既有线施工和交通运输相互干扰的问题，提出动态不确定环境下，基于风险分析的施工天窗优化模型，寻找可行性和最优性上的平衡策略。创造性提出了施工组织与交通运输组织协调分析的管理理念。通过4组试验(图6)，分别模拟股道垮塌不同状态下(发生时间、垮塌严重程度、抢修作业方式)抢修施工作业，模拟分析其封锁施工作业所需时间。在每组试验状态下，考虑对车站列车运行影响小，施工持续总时间短，既有利于施工单位连续施工、尽早完工，也利于降低对既有线行车的干扰，得出计算优化解(图7)。实践证明，该模型消解了冲突，建立了施工组织优化方法，具有较强的可操作性，为解决施工与运营双安全问题奠定了理论基础。
2.3紧临既有线路基安全监控方法
沪宁城际铁路建设期间，开挖、打桩、路基填筑等显著改变邻近区域内的应力场、位移场，必然对紧临既有线路基稳定状态产生不利影响，而目前我国仍缺乏新线路基修筑及既有线运行对彼此稳定状态的影响相关的理论和实践经验。因此，针对施工期间难以获知紧临既有线路基状态的问题，提出“静力监测+动力测试”的紧临既有线路基安全监控方法。施工期间，针对路基基坑开挖、地基成桩、以及路基填筑对紧临运营路基状态的影响，采用“埋设测振桩+传感器”监测方法开展动力测试;同时，采用应力铲、应变计和测斜管等监测应力应变规律。其中，选取典型断面开展的静动力测试主要内容为:①地基侧向位移;②地基侧向水平应力;③开挖路基坡脚水平位移;④路基动力响应;⑤土体动力参数(位移、速度、频率等);⑥动位移及总体位移。在此基础上，选取以坡脚水平位移为静力指标(图8)和振动加速度、振动位移为动力指标(图9)的路基状态关键控制参量，并结合数值分析、理论计算及轨检车数据，得出以上控制参量的建议安全阈值。由此形成一套可靠、易操作的沪宁城际铁路试验段既有线路基安全监测方法。
3结语
针对新建沪宁城际铁路紧临既有线的施工安全等关键技术问题，本研究采用现场监测、室内外试验、理论分析等方法，取得如下创新成果：1)揭示了沪宁城际铁路软土路基沉降变形规律，提出了路基沉降计算与预测方法，为快速及时确定铺轨时间提供了依据。2)建立了基于风险分析的施工天窗优化模型，提出了施工组织优化方法。3)提出了以设置应力释放孔、静压与跳打施工为核心的紧临既有线预应力管桩施工方法。4)提出了以既有线路基静动力测试为支撑，以理论分析阈值为指标的紧临既有线路基安全监测方法。研究成果已在沪宁城际铁路建设中得到成功应用，效果显著，可为在软土地基上修建紧临既有线高速铁路等类似工况提供参考。
作者：杨建中 单位：沪宁城际铁路股份有限公司
