鐵路隧道淺埋下穿高速公路施工技術探討

張仟向

摘 要：鐵路建設工程的規模及數量在不斷提高，而施工情況也較為復雜，會出現公路與鐵路工程相交的情況。在一般的情況下，施工單位會選擇公路上跨或下穿鐵路的方式進行施工，但是由于隧道的施工情況受到各種因素的影響，施工形式會有所不同。結合某鐵路隧道的情況，簡單的分析了鐵路隧道淺埋下穿高速公路施工技術中的暗挖段施工技術，如超前支護施工、開挖過程、初期支護施工；明挖段施工，包括開挖高速公路路基、設置臨時施工平臺、樁基施工、壓頂梁等，為從事鐵路建設的人員提供一定過得參考與借鑒。

關鍵詞：鐵路隧道；淺埋；下穿高速公路；施工技術；研究

1 暗挖段施工技術

1.1 超前支護

在一般的隧道施工會于洞口處設置大管棚，少數情況下，施工單位會在洞內設置小導管，從而代替大管棚。由于淺埋的各項因素限制，該隧道的建設中選擇了超前管棚方案。超前大管棚和鋼拱架共同組合后，構成棚架，能夠防止隧道拱部出現坍塌情況，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置Φ159，長度18m的大管棚，管棚設置的密度為每米3根，搭接長度3m。管棚施工過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。在設置大管棚的過程中需要在其兩個鋼管之間設置Φ42的超前小導管，強化支護力度，再實施注漿，加固地層。

1.2 開挖過程

其上導坑在進行開挖時，循環的進度保持在1榀鋼架間距015m左右，下部在開挖時，需要結合上導開挖拱架的間距實施控制措施，保障施工的安全性。在仰拱開挖前，需要進行監控測量、考察地質情況等，以便確認一次開挖長度，一般為3m以內。在拆除中間支護系統時，如果圍巖的變形能夠保持在設計允許的范圍，經過嚴格測考察確認拆除較為安全后，才能實施拆除，并同步配合后續作業。如果圍巖的穩定性達到了相關的設計標準，可以在仰拱混凝土澆筑前將臨時支撐一次性拆除，結合仰拱澆筑的長度決定一次拆除的長度，一般情況下2m左右。拆除中隔壁混凝土的過程中，應使用風鎬按照由上至下的順序，將各個鋼支撐之間的噴射混凝土逐個拆除，包括臨時支護過程中附著于鋼架的噴射混凝以及初期支護結構連接部位的噴射混凝土。對于臨時鋼構件可以利用氣焊的方式將其燒斷，整個過程應避免干擾到對初期支護系統[1]。

1.3 初期支護

初期支護所使用的構件包括工字鋼架支撐、噴射混凝土、鋼筋網、系統錨桿等，其能夠組成復合式初期支護系統。其中邊墻使用4m砂漿錨稈，內徑為22mm。拱架之間的距離為50cm。鋼筋網的規格為Φ8，其間距為20cm×20cm，混凝土的厚度應保持在30m。為了提高初期支護體系的支撐強度，保障施工的安全性，該段支護參數在設置時需要高于其它隧道同等級圍巖的參數。在設置支墊時，拱部鋼架應使用縱向托梁32槽鋼，可以有效擴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置臨時仰拱，防止初期支護系統變形。

2 明挖段施工技術

2.1 開挖高速公路路基

隧道圓心下方1.5m左右的位置可以設置為灌注樁頂面標高，從樁頂面的位置實施開挖，即垂直隧道軸線的方向，開挖寬度一般設置為18.67m。在開挖邊線設置方面，埋深在高速公路路基需要根據1：0.5坡比放出適當的開挖邊線。具體開挖實施中，為了便于后期護拱的掛模施工操作，需要預留一定的核心土，其還能夠作為護拱混凝土澆筑過程中的臨時支撐點，開挖的進度需要控制在每次7m左右[2]。

2.2 設置臨時施工平臺

臨時施工平臺作為施工中的需要設施，其在修筑結束后，即可以實施后續的各項工作，包括樁基施工、壓頂梁施工等，因此其自然沉降的時間較短，需要保障其壓實度。在本工程中，是利用挖掘機實施盤料、平料及碾壓等，采用密排碾壓的方式，單點碾壓次數均超過20次，分層厚度為30cm左右，保障壓實度，防止平臺出現顯著的不規則沉降。一般建筑單位沒有專業的壓實設備，壓實有一定的限制，均會出現沉降現象，因此填筑平臺的頂面需要預留一定的沉降量，一般為11cm左右。

2.3 樁基施工

進行樁基施工時首先需要準確的測量樁位，為了防止由于各種因素的影響而出現的樁基侵入隨帶二次襯砌界限，如擴孔、偏孔等，在測量樁位測時，需要適當增大樁到隧道軸線的距離。結合樁頂標高及原地面標高，測量樁的長度，保障灌注樁樁底沒入原狀土的深度超過樁長度的0.4倍，才能進一步確認灌注樁在水平方向具有良好的穩定性。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，結合實際樁長進行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，并充分預留鋼筋搭接長，提高焊接質量，焊接完成后，應采取必要的措施保護，避免出現銹蝕及變形現象。

2.4 壓頂梁

壓頂梁即為條形承臺基礎煤氣施工工藝類似與橋梁承臺的施工。基本流程為先測量防線，再開外基坑并剔鑿樁頭，進行澆筑混凝土墊層，實施鋼筋綁扎，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護。壓頂梁屬于隧道初期支護的重要構成部分，在進行內側模板定位時，需要準確定位，到隧道軸線的距離需要經過計算后確定，即為隧道凈空半徑+襯砌厚度+預留變形量。如果距離較小，其會侵入二襯，如果較大，其則無法順利與護拱拱架連接。

2.5 設置護拱

設置護拱的過程包括以下幾個部分：①拱架施工。先將122a工字鋼一次彎曲成型，并保持彎曲內徑為7.25m，適當選擇拱架長度。利用核心土操作臺將拱架進行安裝，壓頂梁連接的有兩節拱架，需要先將其進行簡單固定，再利用螺栓將其與中間節拱架連接起來，兩片連接板間加入橡膠墊片，該三節拱架及完成連接，再適當調整拱架的位置和角度，使兩拱腳順利的接觸到壓頂梁預埋鋼板，最后把預埋鋼板與拱架連接板采用滿焊的方式進行連接；②拱架之間拼接。拱架之間先利用鋼筋縱向連接，連接筋環向間距一般為50cm。并于兩榀拱架中間設置布垂適當規格的環向鋼筋，從而構成大格鋼筋網，再敷掛鋼筋網片，網片間搭接長度應超過網格的兩倍距離。③護拱施工。該施工一般選擇木模板。先利用鋼拱架較為穩定的性質，使用鋼筋、扎線等，把模板固定于拱架上。拱架內側及拱架外側均需從壓頂梁向上延伸至l/3弧長的位置，且內外模的間距超過60cm。如果安設模板時出現較大的縫隙，應使用錨固劑或水泥砂漿將其封堵；④澆筑混凝土。在進行混凝土澆筑前，需要進行鋼管支撐，將其設置于拱圈內側，提高拱架的穩定性。混凝土強度一般為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的12cm左右，并強化振搗[3]。

3 結束語

鐵路隧道在路線的設計上，會出現與高速公路相交的情況，因此需要下穿高度公路線。該類施工由于受到高速公路及各項地質因素的影響，施工工藝較為特殊。在實際施工中還需要施工人員全面把握各項施工條件，探索出適合于具體情況的施工方式，保障施工質量。

參考文獻

[1]王濤.鐵路隧道下穿高速公路施工方案的實施及控制要點[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[J].北京交通大學學報，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[J].西部探礦工程，2011（4）：148-150.