淺談隧道下穿既有鐵路施工技術(shù)

摘要：近些年來，現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，各城市隧道建設(shè)也走上了一個(gè)高峰。為了給人們?cè)诮窈蟮纳钆c工作中提供便利，在隧道下進(jìn)行鐵路貫穿建設(shè)是極為必要的。文章對(duì)隧道下穿鐵路的相關(guān)施工技術(shù)及科學(xué)有效的應(yīng)急措施的制定進(jìn)行了分析研究，以此幫助進(jìn)一步提升下穿鐵路的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：隧道工程；下穿既有鐵路；鐵路施工技術(shù)；管幕工作室；施工方案 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U445 文章編號(hào)：1009-2374（2015）10-0120-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0911

在對(duì)隧道工程進(jìn)行施工建設(shè)時(shí)，對(duì)其進(jìn)行下穿鐵路建設(shè)是極為常見的。此項(xiàng)建設(shè)工作的主要目的是為了在隧道投入使用后給予人們更多的出行便利，促進(jìn)整個(gè)城市的良好發(fā)展。

1 隧道下穿既有鐵路施工方案

1.1 超前支護(hù)

在此項(xiàng)支護(hù)施工進(jìn)行中，主要采用的是Φ159管棚，對(duì)鋼管進(jìn)行水泥漿的壓注處理。在施工作業(yè)中，將鋼管放置于管棚的拱部120°范圍處，鋼管長(zhǎng)度均為100m，壁厚值為6mm，環(huán)向的間距則為20cm。

1.2 初期支護(hù)

在進(jìn)行此項(xiàng)支護(hù)施工時(shí)，主要采用的是雙層支護(hù)方式，在全斷面進(jìn)行混凝土的噴射施工，其厚度為0.35m。在隧道拱墻上放置好Φ8的鋼筋網(wǎng)，其各網(wǎng)格之間存在的間距為20cm×20cm。在全斷面上進(jìn)行125a鋼架的鋪設(shè)，同時(shí)在邊墻處設(shè)置好Φ22砂漿錨桿，長(zhǎng)度為4m，其相會(huì)之間的距離為1m，鋪設(shè)方式為梅花形。

1.3 二次支護(hù)

本次支護(hù)所噴射的混凝土應(yīng)為C25，其厚度值為0.25m。同樣的，在全斷面處設(shè)置120a的型鋼，其存在距離為0.6m/榀。在鋼架連接中運(yùn)用Φ42鋼管，確保其環(huán)向存在間距為1m。并且放置好一個(gè)雙層網(wǎng)片，型號(hào)為Φ8，間距為20cm×20cm。

1.4 臨時(shí)支護(hù)

在臨時(shí)側(cè)壁及橫撐處進(jìn)行錨噴支護(hù)，具體的噴射混凝土厚度約為25cm，假設(shè)125a型鋼鋼架，注意間距為2榀/m。在臨時(shí)側(cè)壁上進(jìn)行Φ22砂漿錨桿的放置，L為2.5m，存在間距為1m×1m，呈現(xiàn)梅花形放置。

1.5 二次襯砌

此次施工中所運(yùn)用到的混凝土厚度為0.5m，在其內(nèi)外側(cè)放置2根Φ25﹫200mm的鋼筋。

2 隧道下穿既有鐵路施工技術(shù)

2.1 管幕工作室施工

在隧道中選取一個(gè)長(zhǎng)約8m的地段作為管幕工作室，此工作室比隧道本身要擴(kuò)大0.8m。在正式施工作業(yè)前，先對(duì)120m范圍內(nèi)的鐵軌作加固處理。對(duì)于此工作室的開挖，在一般情況下應(yīng)采用雙側(cè)壁導(dǎo)洞的方式。但是由于可能會(huì)出現(xiàn)開挖高度超過工作室所需高度的情況，出于對(duì)施工安全及順利性的考慮，需對(duì)管幕工作室進(jìn)行作長(zhǎng)處理，其

長(zhǎng)度為20m，再運(yùn)用弧形導(dǎo)洞法進(jìn)行工作時(shí)的開挖。

2.2 下穿段的施工

2.2.1 管棚施工。對(duì)于一些圍巖為黃土地質(zhì)的隧道，無法對(duì)其應(yīng)用水鉆鉆孔方式進(jìn)行施工。針對(duì)此種情況，則可采用風(fēng)洞導(dǎo)向及管鉆進(jìn)技術(shù)。對(duì)Φ159鋼管進(jìn)行加工處理，改為每節(jié)長(zhǎng)為6m的鉆桿。運(yùn)用鉆機(jī)工具對(duì)其進(jìn)行鉆入處理，運(yùn)用壓縮機(jī)將桿內(nèi)的雜物吸出清除，之后再運(yùn)用導(dǎo)向儀設(shè)備對(duì)打設(shè)精準(zhǔn)度進(jìn)行嚴(yán)格控制。

2.2.2 弧形導(dǎo)洞法施工技術(shù)。

第一，當(dāng)在上臺(tái)階進(jìn)行重復(fù)開挖0.5m時(shí)，對(duì)核心土及其兩邊的拱角進(jìn)行挖掘處理。注意對(duì)拱部的挖掘處理應(yīng)采用人工的方式。對(duì)于上臺(tái)階的開挖施工高度及長(zhǎng)度值應(yīng)均為4m，核心土與拱頂處之間存在的距離應(yīng)保持在1.5m左右，在其兩側(cè)實(shí)行的開挖應(yīng)為2m。在完成開挖工作后，再次進(jìn)行混凝土的噴射施工，其厚度值為0.04m，完成鋼架的設(shè)置，并在其拱角約30cm高的地方放置鎖腳錨管，其數(shù)量為4根，對(duì)錨管做焊接處理。與此同時(shí)，在預(yù)設(shè)處再進(jìn)行二次支護(hù)拱角的錨管鋪設(shè)處理，其數(shù)量為2根，之后進(jìn)行混凝土的噴射。

第二，中、下臺(tái)階的開挖支護(hù)施工。上臺(tái)階與前中臺(tái)階之間存在的距離應(yīng)為4m厚。對(duì)中臺(tái)階的左側(cè)及下臺(tái)階的右側(cè)進(jìn)行交錯(cuò)式的開挖施工，每次開挖1～2榀。此種施工方式的主要目的為確保拱部支護(hù)不會(huì)出現(xiàn)懸空的問題。及時(shí)進(jìn)行拱架、掛網(wǎng)等安裝，完成混凝土的噴射。應(yīng)著重注意的是，中臺(tái)階的長(zhǎng)度應(yīng)保持在3m左右。

第三，仰拱的開挖支護(hù)。當(dāng)對(duì)下臺(tái)階進(jìn)行開挖至5m時(shí)，做停工處理，對(duì)掌子面進(jìn)行完全封閉，對(duì)仰拱進(jìn)行施工。此次開挖施工分兩次進(jìn)行，每次的開挖度均為2.5m，并對(duì)其進(jìn)行初期及二次支護(hù)，之后進(jìn)行襯砌機(jī)混凝土的填充施工。每當(dāng)下臺(tái)階長(zhǎng)度開挖5m時(shí)，均對(duì)其進(jìn)行以上操作一次。

第四，二次襯砌。當(dāng)進(jìn)行仰拱施工后，其填充長(zhǎng)度達(dá)到8.9m時(shí)，需進(jìn)行鋼管架平臺(tái)的搭設(shè)，對(duì)防水板及襯砌鋼筋進(jìn)行安裝處理。待全面檢查合格后，對(duì)鋼管件進(jìn)行檢查，運(yùn)用臺(tái)車進(jìn)行混凝土的澆筑處理，其長(zhǎng)度應(yīng)為8.9m。

2.3 Φ159管幕施工

在管幕的鉆進(jìn)施工中，需對(duì)隧道坡度全面考量，在正式鉆進(jìn)前將空壓機(jī)開啟，待渣土清理完畢后，再進(jìn)行鉆進(jìn)施工。管口不出渣時(shí)需立即停止施工，待渣土清完后再開鉆。為了有效避免出現(xiàn)抱鉆問題，需對(duì)鉆桿表面進(jìn)行潤(rùn)滑處理。鉆進(jìn)速度的選取依照具體地質(zhì)狀況進(jìn)行。隨著鉆進(jìn)范圍的逐漸擴(kuò)大，相關(guān)工作人員需對(duì)鉆頭角度變化細(xì)致觀察，及時(shí)進(jìn)行糾偏處理。整個(gè)鉆進(jìn)活動(dòng)中，風(fēng)壓至少應(yīng)達(dá)到0.5MPa，而風(fēng)量范圍應(yīng)為6～9m3/min，回風(fēng)速度則應(yīng)達(dá)到15～20m/s。

另外，在接長(zhǎng)鉆桿、接線施工中，首先需對(duì)其進(jìn)行全面檢查，確保其質(zhì)量。管材不可出現(xiàn)任何彎曲問題，絲扣四周壁厚也應(yīng)均勻完好。在運(yùn)輸、安裝中需避免材料與硬物之間發(fā)生碰撞，以此避免對(duì)管扣造成損傷。在接頭處需注意運(yùn)用熱縮套管對(duì)其進(jìn)行包裹處理，運(yùn)用吹風(fēng)機(jī)將其吹烤貼牢。

2.4 變形控制

2.4.1 在進(jìn)行下穿鐵路的底部開挖施工時(shí)，其開挖長(zhǎng)度應(yīng)控制在4～5榀范圍內(nèi)，間距則為2.5范圍內(nèi)。

2.4.2 上、中、下臺(tái)階的長(zhǎng)度最長(zhǎng)分別為4m、3m、2m。佯攻及二次襯砌與上臺(tái)階掌子面之間存在的距離不應(yīng)超過14m、18m。

2.4.3 在進(jìn)行基礎(chǔ)式的開挖及拱角擴(kuò)大施工作業(yè)時(shí)，均需采用人工方式，且應(yīng)確保不存在虛土、浮渣等物。

在鋼板的底處進(jìn)行墊塊的放置，并完成32槽鋼的焊接。

2.4.4 在開挖施工后，應(yīng)及時(shí)完成對(duì)拱架的設(shè)立，完成混凝土的噴射。

2.4.5 在開挖及初期支護(hù)施工作業(yè)中，應(yīng)對(duì)用水問題加強(qiáng)關(guān)注，避免出現(xiàn)初期支護(hù)遭受嚴(yán)重浸泡、整體下沉的情況。在施工中，對(duì)于隧道的陷穴、暗溝、人工洞穴等均需及時(shí)進(jìn)行回填施工處理，避免出現(xiàn)任何意外狀況。對(duì)與地表相比高出0.3m的地方，應(yīng)對(duì)其實(shí)行全面防水施工處理。

3 應(yīng)急預(yù)案

3.1 成立應(yīng)急組織，做好應(yīng)急準(zhǔn)備

在隧道下穿鐵路施工中，為了確保整個(gè)工程的順利進(jìn)行及工作人員的生命安全，需及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急組織的成立。應(yīng)急組織主要包括現(xiàn)場(chǎng)指揮、搶險(xiǎn)幫助、醫(yī)療救護(hù)、安全防護(hù)等組織。另外，在施工洞內(nèi)還應(yīng)確?；@筐、編織袋、放牧、沙袋等施工用料及相關(guān)機(jī)器準(zhǔn)備充足，確保在施工中不會(huì)出現(xiàn)任何施工工具不足的問題。對(duì)施工材料、用具需進(jìn)行統(tǒng)一放置處理，不可隨意將其挪動(dòng)另用。在施工中，需安排好裝載機(jī)器、自卸汽車各2臺(tái)；挖掘機(jī)、吊車各1臺(tái)，在施工現(xiàn)場(chǎng)待命。

3.2 裂縫封閉處理

在既有線路的塹邊坡處如果出現(xiàn)裂縫問題，施工人員需及時(shí)運(yùn)用三七灰土對(duì)其進(jìn)行更換填充處理，并對(duì)其進(jìn)行封閉。換填深、寬度均為50cm，頂面應(yīng)較高，且其與原地面之間的距離應(yīng)為10cm在裂縫產(chǎn)生的附近進(jìn)行排水坡的設(shè)置，對(duì)裂縫的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，避免出現(xiàn)雨水滲入的問題，導(dǎo)致各類施工危害產(chǎn)生。如果在邊坡處出現(xiàn)滑坍問題，應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行全面清理，與現(xiàn)場(chǎng)人員取得聯(lián)系，并指派專人對(duì)邊坡進(jìn)行監(jiān)管。

4 結(jié)語

隧道下穿鐵路工程在其建設(shè)中需要借助多方部門的協(xié)調(diào)幫助，對(duì)其整體施工方案也需進(jìn)行不斷調(diào)整優(yōu)化，以便達(dá)到最佳效果。在對(duì)此項(xiàng)工程進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，由于其難度較大，為了確保整個(gè)工程的順利進(jìn)行，需采用先進(jìn)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行施工處理，且需準(zhǔn)備制定好相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案，以此對(duì)工程施工人員的人身安全實(shí)行有效保障。對(duì)下穿鐵路工程的相關(guān)施工技術(shù)展開相關(guān)研究，有助于進(jìn)一步提升其施工質(zhì)量，為此項(xiàng)工程的順利建設(shè)及投入使用提供極為全面有效的幫助。

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作者簡(jiǎn)介：葛植成（1981-），男，河北南皮人，中鐵十六局集團(tuán)第二工程公司工程師，研究方向：工程管理。

（責(zé)任編輯：陳 倩）