铁路隧道浅埋下穿高速公路施工技术探讨

张仟向

摘 要：铁路建设工程的规模及数量在不断提高，而施工情况也较为复杂，会出现公路与铁路工程相交的情况。在一般的情况下，施工单位会选择公路上跨或下穿铁路的方式进行施工，但是由于隧道的施工情况受到各种因素的影响，施工形式会有所不同。结合某铁路隧道的情况，简单的分析了铁路隧道浅埋下穿高速公路施工技术中的暗挖段施工技术，如超前支护施工、开挖过程、初期支护施工；明挖段施工，包括开挖高速公路路基、设置临时施工平台、桩基施工、压顶梁等，为从事铁路建设的人员提供一定过得参考与借鉴。

关键词：铁路隧道；浅埋；下穿高速公路；施工技术；研究

1 暗挖段施工技术

1.1 超前支护

在一般的隧道施工会于洞口处设置大管棚，少数情况下，施工单位会在洞内设置小导管，从而代替大管棚。由于浅埋的各项因素限制，该隧道的建设中选择了超前管棚方案。超前大管棚和钢拱架共同组合后，构成棚架，能够防止隧道拱部出现坍塌情况，并能够有效控制高速公路地表沉降情况。在隧道下穿高速公路段的拱部设置Φ159，长度18m的大管棚，管棚设置的密度为每米3根，搭接长度3m。管棚施工过程中需要将钻孔外插角控制在2°左右，避免因隧道覆盖层厚度较小而穿顶。在设置大管棚的过程中需要在其两个钢管之间设置Φ42的超前小导管，强化支护力度，再实施注浆，加固地层。

1.2 开挖过程

其上导坑在进行开挖时，循环的进度保持在1榀钢架间距015m左右，下部在开挖时，需要结合上导开挖拱架的间距实施控制措施，保障施工的安全性。在仰拱开挖前，需要进行监控测量、考察地质情况等，以便确认一次开挖长度，一般为3m以内。在拆除中间支护系统时，如果围岩的变形能够保持在设计允许的范围，经过严格测考察确认拆除较为安全后，才能实施拆除，并同步配合后续作业。如果围岩的稳定性达到了相关的设计标准，可以在仰拱混凝土浇筑前将临时支撑一次性拆除，结合仰拱浇筑的长度决定一次拆除的长度，一般情况下2m左右。拆除中隔壁混凝土的过程中，应使用风镐按照由上至下的顺序，将各个钢支撑之间的喷射混凝土逐个拆除，包括临时支护过程中附着于钢架的喷射混凝以及初期支护结构连接部位的喷射混凝土。对于临时钢构件可以利用气焊的方式将其烧断，整个过程应避免干扰到对初期支护系统[1]。

1.3 初期支护

初期支护所使用的构件包括工字钢架支撑、喷射混凝土、钢筋网、系统锚杆等，其能够组成复合式初期支护系统。其中边墙使用4m砂浆锚秆，内径为22mm。拱架之间的距离为50cm。钢筋网的规格为Φ8，其间距为20cm×20cm，混凝土的厚度应保持在30m。为了提高初期支护体系的支撑强度，保障施工的安全性，该段支护参数在设置时需要高于其它隧道同等级围岩的参数。在设置支垫时，拱部钢架应使用纵向托梁32槽钢，可以有效扩大钢架底脚外力的受力面积，并使用锁脚锚管固定钢架的两个地脚，避免两底脚回收，或者钢架下沉。另外还可以在仰拱施工之前设置临时仰拱，防止初期支护系统变形。

2 明挖段施工技术

2.1 开挖高速公路路基

隧道圆心下方1.5m左右的位置可以设置为灌注樁顶面标高，从桩顶面的位置实施开挖，即垂直隧道轴线的方向，开挖宽度一般设置为18.67m。在开挖边线设置方面，埋深在高速公路路基需要根据1：0.5坡比放出适当的开挖边线。具体开挖实施中，为了便于后期护拱的挂模施工操作，需要预留一定的核心土，其还能够作为护拱混凝土浇筑过程中的临时支撑点，开挖的进度需要控制在每次7m左右[2]。

2.2 设置临时施工平台

临时施工平台作为施工中的需要设施，其在修筑结束后，即可以实施后续的各项工作，包括桩基施工、压顶梁施工等，因此其自然沉降的时间较短，需要保障其压实度。在本工程中，是利用挖掘机实施盘料、平料及碾压等，采用密排碾压的方式，单点碾压次数均超过20次，分层厚度为30cm左右，保障压实度，防止平台出现显著的不规则沉降。一般建筑单位没有专业的压实设备，压实有一定的限制，均会出现沉降现象，因此填筑平台的顶面需要预留一定的沉降量，一般为11cm左右。

2.3 桩基施工

进行桩基施工时首先需要准确的测量桩位，为了防止由于各种因素的影响而出现的桩基侵入随带二次衬砌界限，如扩孔、偏孔等，在测量桩位测时，需要适当增大桩到隧道轴线的距离。结合桩顶标高及原地面标高，测量桩的长度，保障灌注桩桩底没入原状土的深度超过桩长度的0.4倍，才能进一步确认灌注桩在水平方向具有良好的稳定性。在钢筋的使用量方面，需要将钢筋的搭接及损耗予以充分的重视，结合实际桩长进行Φ25主筋和Φ8箍筋下料。在焊制钢筋笼是，其主筋之间的距离保持在20.5cm左右；箍筋之间的距离保持在30cm左右，并充分预留钢筋搭接长，提高焊接质量，焊接完成后，应采取必要的措施保护，避免出现锈蚀及变形现象。

2.4 压顶梁

压顶梁即为条形承台基础煤气施工工艺类似与桥梁承台的施工。基本流程为先测量防线，再开外基坑并剔凿桩头，进行浇筑混凝土垫层，实施钢筋绑扎，并架立模板，最后浇筑混凝土，成型后，后期还需要注意保湿养护。压顶梁属于隧道初期支护的重要构成部分，在进行内侧模板定位时，需要准确定位，到隧道轴线的距离需要经过计算后确定，即为隧道净空半径+衬砌厚度+预留变形量。如果距离较小，其会侵入二衬，如果较大，其则无法顺利与护拱拱架连接。

2.5 设置护拱

设置护拱的过程包括以下几个部分：①拱架施工。先将122a工字钢一次弯曲成型，并保持弯曲内径为7.25m，适当选择拱架长度。利用核心土操作台将拱架进行安装，压顶梁连接的有两节拱架，需要先将其进行简单固定，再利用螺栓将其与中间节拱架连接起来，两片连接板间加入橡胶垫片，该三节拱架及完成连接，再适当调整拱架的位置和角度，使两拱脚顺利的接触到压顶梁预埋钢板，最后把预埋钢板与拱架连接板采用满焊的方式进行连接；②拱架之间拼接。拱架之间先利用钢筋纵向连接，连接筋环向间距一般为50cm。并于两榀拱架中间设置布垂适当规格的环向钢筋，从而构成大格钢筋网，再敷挂钢筋网片，网片间搭接长度应超过网格的两倍距离。③护拱施工。该施工一般选择木模板。先利用钢拱架较为稳定的性质，使用钢筋、扎线等，把模板固定于拱架上。拱架内侧及拱架外侧均需从压顶梁向上延伸至l/3弧长的位置，且内外模的间距超过60cm。如果安设模板时出现较大的缝隙，应使用锚固剂或水泥砂浆将其封堵；④浇筑混凝土。在进行混凝土浇筑前，需要进行钢管支撑，将其设置于拱圈内侧，提高拱架的稳定性。混凝土强度一般为C30。所使用的混凝土，水灰比及塌落度需要控制在输送混凝土临界点的12cm左右，并强化振捣[3]。

3 结束语

铁路隧道在路线的设计上，会出现与高速公路相交的情况，因此需要下穿高度公路线。该类施工由于受到高速公路及各项地质因素的影响，施工工艺较为特殊。在实际施工中还需要施工人员全面把握各项施工条件，探索出适合于具体情况的施工方式，保障施工质量。

参考文献

[1]王涛.铁路隧道下穿高速公路施工方案的实施及控制要点[J].今日科苑，2010（12）：88-89.

[2]张鹏，谭忠盛.浅埋隧道下穿公路引起的路面沉降控制基准[J].北京交通大学学报，2008，32（4）：137-139.

[3]任登富.大断面铁路隧道下穿既有线隧道施工技术[J].西部探矿工程，2011（4）：148-150.