道路下穿既有鐵路工程施工關(guān)鍵技術(shù)分析

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隨著城市地下軌道交通的迅速發(fā)展，地鐵隧道不可避免地需要下穿已有的構(gòu)筑物，包括地面密集建筑群，既有運(yùn)營地鐵隧道及鐵路軌道或車站等。下穿隧道的施工打破了原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，特別是當(dāng)?shù)貙邮艿捷^大擾動時(shí)，就會造成地層的較大沉降以及構(gòu)筑物不同程度的破壞，甚至引發(fā)一系列嚴(yán)重的安全事故。因此，對隧道的施工工藝提出更高的要求，其中如何有效地控制地層變形成為最主要的技術(shù)指標(biāo)。

1 施工準(zhǔn)備

（1）道路機(jī)選型從安全施工角度來分析，道路機(jī)選型中很重要的一樣因素就是地層滲透系數(shù)。按照當(dāng)前的施工經(jīng)驗(yàn)來看，當(dāng)?shù)貙拥耐杆禂?shù)＜1×10-7cm/s 時(shí)，需要選用土壓平衡道路；當(dāng)1×10-7cm/s ≤地層透水系數(shù)≤1×10-4cm/s，可以選用泥水式道路或者是土壓式道路；當(dāng)?shù)貙拥耐杆禂?shù)＞1×10-4cm/s 時(shí)，選用泥水道路。泥水平衡道路的作用是保證開挖工作面的穩(wěn)定性，從而保證能夠順利施工。

（2）對后背進(jìn)行修筑后背是一種臨時(shí)結(jié)構(gòu)物，主要承受頂進(jìn)的水平頂力的反作用力。頂進(jìn)工作要順利開展，后背修筑效果是其中一個(gè)關(guān)鍵因素，其與頂進(jìn)的質(zhì)量息息相關(guān)。本項(xiàng)目后背的結(jié)構(gòu)形式為重力式后背，將50a 工字鋼橫梁鋪設(shè)在墻背前當(dāng)做橋梁，采用5M 漿砌片石來鋪設(shè)后背墻并將土層分層夯實(shí)在后背墻頂部[1]。

2 道路下穿既有鐵路工程施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 框架橋頂進(jìn)技術(shù)

框架橋頂進(jìn)技術(shù)作為道路下穿既有鐵路工程施工中一項(xiàng)重要的施工關(guān)鍵技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)將框架橋順利頂送進(jìn)路基的施工目的。但框架橋頂進(jìn)技術(shù)也分為多種類型，如一次性頂入法、中繼間分段頂入法等。若框架下穿股道數(shù)量較少，且相關(guān)施工條件滿足的情況下，可以在線路加固施工完成后利用千斤頂將框架運(yùn)輸至現(xiàn)場，后使用一次性頂入法將框架橋頂入路基中，為后續(xù)框架橋的施工提供有力條件。若框架下穿股道數(shù)量較多，且箱體長度、重量等相關(guān)參數(shù)在施工時(shí)存在一定難度，這種情況下可以在線路加固施工完成后使用中繼間分段頂入法進(jìn)行頂進(jìn)施工。但該方法在應(yīng)用時(shí)中繼間會受到箱體推進(jìn)作用的影響，出現(xiàn)后縮等情況，所以為了確保頂進(jìn)施工的順利進(jìn)行，應(yīng)根據(jù)道路施工現(xiàn)場的實(shí)際情況和要求合理設(shè)計(jì)施工方案和布置方式。

2.2 開挖面沉降控制

道路掘進(jìn)開挖面沉降主要通過土壓控制、出土量、掘進(jìn)參數(shù)調(diào)整進(jìn)行控制，保持開挖面土壓平衡、對土倉壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，對土壓設(shè)定進(jìn)行試驗(yàn)；根據(jù)開挖面土壓平衡、控制出土量；對總推力、推進(jìn)速度、刀盤扭矩、千斤頂壓力進(jìn)行監(jiān)測并分析其隨地層條件變化的規(guī)律。

2.3 自動化監(jiān)測

由于鐵路線路運(yùn)營時(shí)間所限，運(yùn)營線路空窗期較短，為保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的連續(xù)、準(zhǔn)確，本次監(jiān)測工程擬采用靜力水準(zhǔn)自動化監(jiān)測系統(tǒng)對隴海線軌道沉降進(jìn)行監(jiān)測。整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)由壓差式靜力水準(zhǔn)儀、數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、中心信號接收及處理裝置、服務(wù)器及計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)組成。系統(tǒng)建立開放的數(shù)據(jù)接口，通過GPRS 及寬帶走公用互聯(lián)網(wǎng)接入來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看。系統(tǒng)通過有線電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，然后通過無線GPRS 發(fā)射裝置發(fā)送到監(jiān)測中心服務(wù)器上，經(jīng)處理后，直接輸出監(jiān)測物理量，并利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸[2]。

2.4 控制路基和框架橋涵不均勻沉降的方法

在某線下穿道路之前，通常將補(bǔ)償注漿孔打設(shè)在道路施工所影響的路基下方。將袖閥管提前預(yù)埋好，便于在施工尾期為地表補(bǔ)償注漿，在路基坡腳地面將7 排間距為1.2m 注漿孔設(shè)置其中，而注漿的管長大約在16-30m，布置形狀為梅花形。

（1）預(yù)加固道路后再下穿。將注漿管埋在路基段地面上做第一組注漿，而全部注漿管與啟動的注漿管比例為設(shè)置為20:1，注漿壓力應(yīng)＜0.3MPa，此外，應(yīng)將8 根袖閥管分別分布在注漿路基的兩側(cè)。

（2）加固范圍。在路基段下方的地層上進(jìn)行適當(dāng)加固，并選取（0.3-0.5）MPa 注漿壓力，其深度控制在5m；而沿鐵路方向且分布在橋涵南側(cè)25m 長度的范圍則是平面注漿加固范圍，為了降低鐵路受到道路穿越的影響，應(yīng)將路基的沉降量控制好。

（3）過程中跟蹤注漿。在道路進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，從某鐵路至掌子面的距離縮短為80m 始，到穿越完成道路為止，監(jiān)測顯示，注漿管在路基沉至3.6mm 時(shí)便會啟用一半，另外，監(jiān)測結(jié)果對注漿管的啟動數(shù)量還會進(jìn)一步進(jìn)行確定。

（4）作業(yè)及檢查標(biāo)準(zhǔn)。通常用壓力來衡量每一步注漿作業(yè)是否結(jié)束，而（0.3-0.5）MPa 便是擬定的注漿終壓力。在注漿進(jìn)程中調(diào)整以及控制壓力的依據(jù)為實(shí)時(shí)的監(jiān)測結(jié)果。單段注漿壓力與需求相符后便會自動停止，轉(zhuǎn)而開始下一段注漿，采用路基監(jiān)測值作為判斷整體注漿作業(yè)結(jié)束的依據(jù)，當(dāng)不再沉降且變形相對穩(wěn)定后便會停止作業(yè)[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，道路下穿既有鐵路工程所涉及的內(nèi)容較多，且不同的施工環(huán)境下所對應(yīng)的施工要求和施工難度也不同。想要提高各類施工關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用水平，保障道路下穿既有鐵路工程的施工安全與質(zhì)量，需要施工人員能夠明確施工要求，考慮既有鐵路的運(yùn)行安全，做好道路建設(shè)相關(guān)基礎(chǔ)性工程施工工作，并結(jié)合道路工程的實(shí)際情況和施工目標(biāo)合理選取施工關(guān)鍵技術(shù)。這樣才能在順利開展下穿道路工程施工工作的同時(shí)保障既有鐵路的運(yùn)行安全。