鐵路隧道淺埋下穿高速公路施工技術(shù)探討

張仟向

摘 要：鐵路建設(shè)工程的規(guī)模及數(shù)量在不斷提高，而施工情況也較為復(fù)雜，會(huì)出現(xiàn)公路與鐵路工程相交的情況。在一般的情況下，施工單位會(huì)選擇公路上跨或下穿鐵路的方式進(jìn)行施工，但是由于隧道的施工情況受到各種因素的影響，施工形式會(huì)有所不同。結(jié)合某鐵路隧道的情況，簡(jiǎn)單的分析了鐵路隧道淺埋下穿高速公路施工技術(shù)中的暗挖段施工技術(shù)，如超前支護(hù)施工、開(kāi)挖過(guò)程、初期支護(hù)施工；明挖段施工，包括開(kāi)挖高速公路路基、設(shè)置臨時(shí)施工平臺(tái)、樁基施工、壓頂梁等，為從事鐵路建設(shè)的人員提供一定過(guò)得參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：鐵路隧道；淺埋；下穿高速公路；施工技術(shù)；研究

1 暗挖段施工技術(shù)

1.1 超前支護(hù)

在一般的隧道施工會(huì)于洞口處設(shè)置大管棚，少數(shù)情況下，施工單位會(huì)在洞內(nèi)設(shè)置小導(dǎo)管，從而代替大管棚。由于淺埋的各項(xiàng)因素限制，該隧道的建設(shè)中選擇了超前管棚方案。超前大管棚和鋼拱架共同組合后，構(gòu)成棚架，能夠防止隧道拱部出現(xiàn)坍塌情況，并能夠有效控制高速公路地表沉降情況。在隧道下穿高速公路段的拱部設(shè)置Φ159，長(zhǎng)度18m的大管棚，管棚設(shè)置的密度為每米3根，搭接長(zhǎng)度3m。管棚施工過(guò)程中需要將鉆孔外插角控制在2°左右，避免因隧道覆蓋層厚度較小而穿頂。在設(shè)置大管棚的過(guò)程中需要在其兩個(gè)鋼管之間設(shè)置Φ42的超前小導(dǎo)管，強(qiáng)化支護(hù)力度，再實(shí)施注漿，加固地層。

1.2 開(kāi)挖過(guò)程

其上導(dǎo)坑在進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，循環(huán)的進(jìn)度保持在1榀鋼架間距015m左右，下部在開(kāi)挖時(shí)，需要結(jié)合上導(dǎo)開(kāi)挖拱架的間距實(shí)施控制措施，保障施工的安全性。在仰拱開(kāi)挖前，需要進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量、考察地質(zhì)情況等，以便確認(rèn)一次開(kāi)挖長(zhǎng)度，一般為3m以?xún)?nèi)。在拆除中間支護(hù)系統(tǒng)時(shí)，如果圍巖的變形能夠保持在設(shè)計(jì)允許的范圍，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)考察確認(rèn)拆除較為安全后，才能實(shí)施拆除，并同步配合后續(xù)作業(yè)。如果圍巖的穩(wěn)定性達(dá)到了相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可以在仰拱混凝土澆筑前將臨時(shí)支撐一次性拆除，結(jié)合仰拱澆筑的長(zhǎng)度決定一次拆除的長(zhǎng)度，一般情況下2m左右。拆除中隔壁混凝土的過(guò)程中，應(yīng)使用風(fēng)鎬按照由上至下的順序，將各個(gè)鋼支撐之間的噴射混凝土逐個(gè)拆除，包括臨時(shí)支護(hù)過(guò)程中附著于鋼架的噴射混凝以及初期支護(hù)結(jié)構(gòu)連接部位的噴射混凝土。對(duì)于臨時(shí)鋼構(gòu)件可以利用氣焊的方式將其燒斷，整個(gè)過(guò)程應(yīng)避免干擾到對(duì)初期支護(hù)系統(tǒng)[1]。

1.3 初期支護(hù)

初期支護(hù)所使用的構(gòu)件包括工字鋼架支撐、噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)、系統(tǒng)錨桿等，其能夠組成復(fù)合式初期支護(hù)系統(tǒng)。其中邊墻使用4m砂漿錨稈，內(nèi)徑為22mm。拱架之間的距離為50cm。鋼筋網(wǎng)的規(guī)格為Φ8，其間距為20cm×20cm，混凝土的厚度應(yīng)保持在30m。為了提高初期支護(hù)體系的支撐強(qiáng)度，保障施工的安全性，該段支護(hù)參數(shù)在設(shè)置時(shí)需要高于其它隧道同等級(jí)圍巖的參數(shù)。在設(shè)置支墊時(shí)，拱部鋼架應(yīng)使用縱向托梁32槽鋼，可以有效擴(kuò)大鋼架底腳外力的受力面積，并使用鎖腳錨管固定鋼架的兩個(gè)地腳，避免兩底腳回收，或者鋼架下沉。另外還可以在仰拱施工之前設(shè)置臨時(shí)仰拱，防止初期支護(hù)系統(tǒng)變形。

2 明挖段施工技術(shù)

2.1 開(kāi)挖高速公路路基

隧道圓心下方1.5m左右的位置可以設(shè)置為灌注樁頂面標(biāo)高，從樁頂面的位置實(shí)施開(kāi)挖，即垂直隧道軸線的方向，開(kāi)挖寬度一般設(shè)置為18.67m。在開(kāi)挖邊線設(shè)置方面，埋深在高速公路路基需要根據(jù)1：0.5坡比放出適當(dāng)?shù)拈_(kāi)挖邊線。具體開(kāi)挖實(shí)施中，為了便于后期護(hù)拱的掛模施工操作，需要預(yù)留一定的核心土，其還能夠作為護(hù)拱混凝土澆筑過(guò)程中的臨時(shí)支撐點(diǎn)，開(kāi)挖的進(jìn)度需要控制在每次7m左右[2]。

2.2 設(shè)置臨時(shí)施工平臺(tái)

臨時(shí)施工平臺(tái)作為施工中的需要設(shè)施，其在修筑結(jié)束后，即可以實(shí)施后續(xù)的各項(xiàng)工作，包括樁基施工、壓頂梁施工等，因此其自然沉降的時(shí)間較短，需要保障其壓實(shí)度。在本工程中，是利用挖掘機(jī)實(shí)施盤(pán)料、平料及碾壓等，采用密排碾壓的方式，單點(diǎn)碾壓次數(shù)均超過(guò)20次，分層厚度為30cm左右，保障壓實(shí)度，防止平臺(tái)出現(xiàn)顯著的不規(guī)則沉降。一般建筑單位沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的壓實(shí)設(shè)備，壓實(shí)有一定的限制，均會(huì)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，因此填筑平臺(tái)的頂面需要預(yù)留一定的沉降量，一般為11cm左右。

2.3 樁基施工

進(jìn)行樁基施工時(shí)首先需要準(zhǔn)確的測(cè)量樁位，為了防止由于各種因素的影響而出現(xiàn)的樁基侵入隨帶二次襯砌界限，如擴(kuò)孔、偏孔等，在測(cè)量樁位測(cè)時(shí)，需要適當(dāng)增大樁到隧道軸線的距離。結(jié)合樁頂標(biāo)高及原地面標(biāo)高，測(cè)量樁的長(zhǎng)度，保障灌注樁樁底沒(méi)入原狀土的深度超過(guò)樁長(zhǎng)度的0.4倍，才能進(jìn)一步確認(rèn)灌注樁在水平方向具有良好的穩(wěn)定性。在鋼筋的使用量方面，需要將鋼筋的搭接及損耗予以充分的重視，結(jié)合實(shí)際樁長(zhǎng)進(jìn)行Φ25主筋和Φ8箍筋下料。在焊制鋼筋籠是，其主筋之間的距離保持在20.5cm左右；箍筋之間的距離保持在30cm左右，并充分預(yù)留鋼筋搭接長(zhǎng)，提高焊接質(zhì)量，焊接完成后，應(yīng)采取必要的措施保護(hù)，避免出現(xiàn)銹蝕及變形現(xiàn)象。

2.4 壓頂梁

壓頂梁即為條形承臺(tái)基礎(chǔ)煤氣施工工藝類(lèi)似與橋梁承臺(tái)的施工?；玖鞒虨橄葴y(cè)量防線，再開(kāi)外基坑并剔鑿樁頭，進(jìn)行澆筑混凝土墊層，實(shí)施鋼筋綁扎，并架立模板，最后澆筑混凝土，成型后，后期還需要注意保濕養(yǎng)護(hù)。壓頂梁屬于隧道初期支護(hù)的重要構(gòu)成部分，在進(jìn)行內(nèi)側(cè)模板定位時(shí)，需要準(zhǔn)確定位，到隧道軸線的距離需要經(jīng)過(guò)計(jì)算后確定，即為隧道凈空半徑+襯砌厚度+預(yù)留變形量。如果距離較小，其會(huì)侵入二襯，如果較大，其則無(wú)法順利與護(hù)拱拱架連接。

2.5 設(shè)置護(hù)拱

設(shè)置護(hù)拱的過(guò)程包括以下幾個(gè)部分：①拱架施工。先將122a工字鋼一次彎曲成型，并保持彎曲內(nèi)徑為7.25m，適當(dāng)選擇拱架長(zhǎng)度。利用核心土操作臺(tái)將拱架進(jìn)行安裝，壓頂梁連接的有兩節(jié)拱架，需要先將其進(jìn)行簡(jiǎn)單固定，再利用螺栓將其與中間節(jié)拱架連接起來(lái)，兩片連接板間加入橡膠墊片，該三節(jié)拱架及完成連接，再適當(dāng)調(diào)整拱架的位置和角度，使兩拱腳順利的接觸到壓頂梁預(yù)埋鋼板，最后把預(yù)埋鋼板與拱架連接板采用滿(mǎn)焊的方式進(jìn)行連接；②拱架之間拼接。拱架之間先利用鋼筋縱向連接，連接筋環(huán)向間距一般為50cm。并于兩榀拱架中間設(shè)置布垂適當(dāng)規(guī)格的環(huán)向鋼筋，從而構(gòu)成大格鋼筋網(wǎng)，再敷掛鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片間搭接長(zhǎng)度應(yīng)超過(guò)網(wǎng)格的兩倍距離。③護(hù)拱施工。該施工一般選擇木模板。先利用鋼拱架較為穩(wěn)定的性質(zhì)，使用鋼筋、扎線等，把模板固定于拱架上。拱架內(nèi)側(cè)及拱架外側(cè)均需從壓頂梁向上延伸至l/3弧長(zhǎng)的位置，且內(nèi)外模的間距超過(guò)60cm。如果安設(shè)模板時(shí)出現(xiàn)較大的縫隙，應(yīng)使用錨固劑或水泥砂漿將其封堵；④澆筑混凝土。在進(jìn)行混凝土澆筑前，需要進(jìn)行鋼管支撐，將其設(shè)置于拱圈內(nèi)側(cè)，提高拱架的穩(wěn)定性。混凝土強(qiáng)度一般為C30。所使用的混凝土，水灰比及塌落度需要控制在輸送混凝土臨界點(diǎn)的12cm左右，并強(qiáng)化振搗[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

鐵路隧道在路線的設(shè)計(jì)上，會(huì)出現(xiàn)與高速公路相交的情況，因此需要下穿高度公路線。該類(lèi)施工由于受到高速公路及各項(xiàng)地質(zhì)因素的影響，施工工藝較為特殊。在實(shí)際施工中還需要施工人員全面把握各項(xiàng)施工條件，探索出適合于具體情況的施工方式，保障施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]王濤.鐵路隧道下穿高速公路施工方案的實(shí)施及控制要點(diǎn)[J].今日科苑，2010（12）：88-89.

[2]張鵬，譚忠盛.淺埋隧道下穿公路引起的路面沉降控制基準(zhǔn)[J].北京交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，32（4）：137-139.

[3]任登富.大斷面鐵路隧道下穿既有線隧道施工技術(shù)[J].西部探礦工程，2011（4）：148-150.