鐵路隧道淺埋下穿高速公路的施工技術研究

王樹芳 蔣桂梅

摘 要：為了進一步保證鐵路工程施工的整體質量，必須對鐵路隧道淺埋下穿高速公路的施工技術進行研究。在此背景下，本文結合工程實例，對淺埋暗挖法與明挖法進行重點介紹，以期在保證施工進度的前提下，為施工質量提供保障，最終實現施工的綜合效益。

關鍵詞：鐵路工程；隧道淺埋；下穿高速公路

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.100

交通運輸行業(yè)發(fā)展，對運輸道路的空間與資源，均提出了新的要求。為了節(jié)約空間，許多城市道路建設均采取了立體交叉的形式，但這種形式的施工技術難度比較大，不僅要確保修建完成之后高速公路的運行質量，并且也要防止路面沉降現象的發(fā)生。所以，目前鐵路隧道淺埋下穿高速公路的施工，已經成為現代鐵路與公路施工的重難點。基于此，本文以某鐵路隧道工程作為研究對象，對鐵路隧道淺埋下穿高速公路的施工技術進行研究，對鐵路隧道工程的施工具有重要意義。

1 工程概況

某隧道工程DK186+385191下穿某正處在施工中的高速公路，二者的平面夾角是147°57′30″，鐵路路肩設計高程是900.55m，高速公路路面的設計高程是914.81m，二者高差為14.26m。鐵路隧道在運營時的凈埋深度是4.74m，而現階段實際開挖埋深是1.80m。由于下穿高速公路，是半填半挖式的路基，故鐵路隧道和公路以小角度相交，該鐵路隧道淺埋下穿高速公路里程是DK186+315—DK186+440。高速公路路基的覆蓋層厚度比較薄，屬于淺埋段，洞身地層是泥質砂巖夾泥巖，呈現棕紅色，弱風化；并且，圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育，結構呈角礫碎石狀，比較松散，承壓性能極差。同時，隧道洞身含有基巖裂隙水，含量較少，但受大氣降水的影響比較大。在雨季施工過程中，會產生大量穩(wěn)定水，呈水滴狀滲流。這種情況下，為了有效確保鐵路隧道施工的安全性以及高速公路的運行質量，對鐵路隧道淺埋下穿高速公路技術進行了研究。

2 淺埋暗挖施工技術概述

2.1 淺埋暗挖法概念

淺埋暗挖法指的是在與地表相距比較近的位置，進行各種地下洞室暗挖施工的方法，適用于軟弱地層的地下工程設計與施工[1]。淺埋暗挖法的實際應用，必須將地質條件的改造視為前提，將地表沉降的控制視作重點，同時將格柵等鋼結構以及噴錨作為初期的支護手段，遵循十八字原則施工。

2.2 淺埋暗挖法的施工流程

首先，對地層進行加固施工。隧道工程的地層加固施工，不僅是保證開挖面土體穩(wěn)定性的重要施工流程，而且也是淺埋暗挖施工技術得以良好應用的前提所在。具體施工時，路面沉降與塌方等現象，會極大的影響工程施工質量以及施工安全性，故為了避免這種現象，需要進行地層的加固施工。簡單來說，地層的加固施工，即在地層中中打入鋼管，再注入水泥或者化學漿液等建筑材料，實現加固。而再加固完成之后，進行短進尺開挖。

其次，超前支護。超前支護的具體工作包括以下幾點：

（1）超前大管棚支護。大管棚支護的目的，是為了避免地面集中載荷較大的隧道工程發(fā)生地面的過度沉降，或地面建筑物發(fā)生過度的傾斜。相對而言，大管棚的支護施工技術比較復雜，且進度慢、造價比較高。所以，通常情況下，超前大管棚會與鋼拱架進行組合，形成棚架，以此來對高速公路的地表沉降進行控制。（2）小導管的超前支護。通過小導管的超前支護，可以在隧道的周圍形成一個加固圈，有效防止坍塌現象的發(fā)生[2]。由于自身工藝較為簡單，且成效比較快，故其在非特殊地段施工中得到廣泛應用。（3）超前大管棚與小導管的聯合支護。為了更好的保證隧道穩(wěn)定性，部分工程在施工時，會采取超前大管棚與小導管進行聯合支護。在兩個鋼管之間設置超前小導管，小導管的ф為42，以此來加強支護的力度，確保支護的穩(wěn)定性。而同時于下穿段的拱部進行大管棚的設置，管棚利用長度18m，ф159的鋼筋搭建，鋼筋的搭建密度3根/m。需要注意的是，為了確保隧道不會穿頂，在大管棚的實際施工中，需保證鉆孔外的插角為2°左右。

再次，開挖過程。為了進一步確保工程的施工質量與施工安全，在鐵路工程正式施工前，實地考察工作是必不可少的。通過實地考察工作，不僅可以充分了解工程的實際施工環(huán)境及其地質情況，而且可以在必要時進行監(jiān)控測量[3]。而在工程的實地考察中，圍巖變形的測量是重中之重，其必須確定圍巖變形是否滿足工程設計的要求。若圍巖穩(wěn)定性滿足設計要求，則在進行混凝土澆筑工序之前，便可以將中間支護系統拆除，而具體拆除長度取決于仰拱澆筑的長度，通常情況下拆除長度是2-3m。

最后，初期支護。初期支護是淺埋暗挖法的重點工作流程，其最終目的在于保證所建立的支護體系實現支撐強度合一。在該過程中，一般選擇工字鋼架支撐、鋼筋網以及噴射混凝土、系統錨桿等技術中的幾種，建立起復合式的初期支護系統。相比較而言，隧道的初期支護參數要高于其他普通隧道。而在實際施工時，一般使用規(guī)格ф8，間距20cm×20cm的鋼筋網，確保施工安全。支墊主要采用縱向托梁32槽鋼作為外部鋼架，這種情況下，受力面積的增加，也變相的提高了支護安全。

2.3 淺埋暗挖法的適用范圍

淺埋暗挖法的適用范圍可以概括為以下幾種：（1）工程四周的施工環(huán)境比較復雜，且施工時需要多方面考慮影響因素；（2）施工工程地層的巖性比較差，且存在地下水；（3）明挖法與盾構法均無法應用的情況之下，采用淺埋暗挖法。通過以上分析可以看出，淺埋暗挖法的應用范圍是比較有限的。并且，淺埋暗挖法法還可以和其他技術進行結合應用。例如，計算機技術。目前，技術即技術已經成為淺埋暗挖法的重要輔助性工具。

3 明挖法的施工技術

3.1 明挖法概念

明挖法即指在地下結構工程的施工過程中，由地面開始向下分段、分層次的依次開挖，直至滿足結構要求高程與尺寸，之后于基坑中，開始主體結構的施工作業(yè)與防水作業(yè)，最后回填，恢復地面。明挖法的關鍵，在于地下水位的降低，土方開挖、邊坡支護、結構施工以及防水工程等，其中，以邊坡支護最為關鍵，其是保證施工安全的主要技術。明挖法的主要優(yōu)點為施工快捷、簡單，且具有較高的安全性與經濟性，缺點則是對周圍環(huán)境具有比較大的影響，主要應用于城市地下隧道式工程施工的初期。

3.2 明挖法的施工流程

首先，開挖高速公路路基。在開挖高速公路路基時，通常選擇將灌注樁頂面表格設置在與隧道圓心相距1.5m-1.6m的位置上，然后于樁頂面開挖。需要注意的是，具體的開挖邊線，必須根據高速公路路基的坡比來確定。

其次，搭建臨時施工平臺。在鐵路建設工程中，搭建臨時的施工平臺是必不可少的一項工作流程，其可以為后續(xù)開展的壓頂梁施工、樁基施工等施工流程提供重要保障。而為了真正意義上保證臨時施工

平臺的質量，通常會使用比較專業(yè)的壓實設備，來保障合格的壓實度。

（下轉第106頁）

（上接110頁）

一般情況下，會利用挖掘機密排碾壓的方式。同時，借助分層壓實的施工方法，將壓實厚度保持在30cm上下。并且，要保證平均碾壓次數在20次之上，以做到碾壓均衡，避免發(fā)生不規(guī)則沉降現象。

第三，樁基施工。在正式施工之前，需要準確測量樁位，以免因各種客觀因素的影響，導致樁基出現擴孔或者偏孔的現象。而在測量樁位時，應根據實際情況，合理增加樁位距隧道軸線的間隔，并根據樁頂標高與原地面標高，來確定樁的實際長度。由于鐵路施工過程中，不可避免的存在鋼筋搭接時的長度損失與損耗，故實際施工中要求鋼筋用料必須充足。一般主筋之前需要確保20cm距離，而箍筋之間的距離則需要保持在30cm之上，并預留出鋼筋搭接的長度，以確保鋼筋焊接時的質量與牢固性。

第四，壓頂梁。鐵路隧道的初期支護中，壓頂梁是最為關鍵的一項流程，通常利用鋼筋混凝土，來提高鋼筋構件以及砌體穩(wěn)定性。在實際施工中壓頂梁時，需要事先對防線進行測量，對混凝土墊層進行澆筑，完成上訴流程之后，再利用鋼筋實現綁扎，之后通過相應模板的設立，完成混凝土砌體的澆筑工序。

第五，護拱施工。護拱施工的具體步驟可以概括為以下幾點：（1）將工字鋼進行彎曲成型，設置合理的彎曲內徑為與拱架長度；（2）在鋼筋網中，開展鋼筋網片的掛設工作；（3）將模板借助鋼筋或者扎線固定在拱架之上，同時保證拼接質量，若發(fā)現比較大的縫隙，則可以選擇水泥砂漿或者錨固劑之中的一種，進行相應處理；（4）混凝土澆筑作業(yè)，并保證混凝土振搗工作的質量，以此來為護拱的施工質量提供保障，進而確保工程施工的安全性。

鐵路工程施工中，不可避免的存在與公路工程相交的問題，這種情況下，為了進一步保障鐵路隧道工程和高速公路工程的施工質量，必須綜合分析實際情況，基于實際施工要求，選擇合理的下穿高速公路施工技術。本文以工程實例為研究對象，重點對暗挖法與明挖法進行了分析，并按照實際情況以及施工要求，合理的設置了相關施工參數，為下穿高速公路的鐵路隧道施工的質量與施工安全性，提供了重要保障，進而在保證了高速公路運行質量的同時，提高了施工效益。

參考文獻：

[1]虞定定.淺埋段隧道下穿高速公路施工技術控制及優(yōu)化[J].低碳世界，2017，22（33）：308-309.

[2]雷明林.淺談大跨度超淺埋隧道下穿高速公路施工技術[J].四川建材，2017，43（11）：149-150.

[3]張建宇.淺埋鐵路隧道近距離下穿高速公路關鍵施工技術[J].施工技術，2017，46（S1）：799-800.