摘要:随着城市交通的快速发展,城市中的铁路、高速公路和高架桥等交通设施越来越多。为了有效利用城市交通用地,公路和铁路项目的交叉口出现了,因此建设情况更加复杂。正常情况下,建设单位会选择穿越公路或穿越铁路的方式。然而,由于各种因素对隧道施工的影响,施工形式会有所不同。因此,本文将从铁路隧道浅埋下穿高速公路施工技术中存在的难题进行探讨和研究,为从事铁路建设的人员提供一定过得参考与借鉴。
关键词:浅埋;铁路隧道;下穿高速公路;技术分析
1 浅埋暗挖施工技术
浅埋暗挖施工技术是一种隧道施工技术,主要是在地表附近进行各类地下洞室的地下开挖施工。浅埋开挖主要适用于以下环境:主要适用于不适宜采用掏挖覆盖和盾构法的情况,如埋深(最小跨度比可达0.2),地层岩性差(通常为第四系软弱地层);地层岩性相对较差,有地下水。周围的环境更加复杂。在市中心或特殊的地质区域,那里的人口、交通和管道很少,或者建筑物密集地区,比如北京长安街下的地铁修建工程,浅埋暗挖法显示了巨大的优越性。随着浅埋暗挖的实践探索的过程中,不断扩大了应用范围,现在适应的地质环境范围越来越广,到非第四纪地层、超浅埋(埋深已缩小到0.8m)、大跨度、上软下硬、高水位等复杂地层及环境条件下的地下工程中都能适用。
随着信息技术的发展,浅埋地下开挖方法的优势得到了进一步的发展。浅埋地下开挖技术兼容性强,可与其他施工技术相结合。目前,浅埋暗挖法在实践过程中形成了一套有效的设计和施工力量,在施工中优化了设计,实现了不坍塌、沉降少、施工安全等。,提高施工质量和速度,减少地层流失引起的地表移动和变形等环境问题,并将施工对周围环境的影响降至最低。这种施工方法为城市地下工程设计提供了良好的设计施工方法,不仅在地铁修建中有着显著的优越性,在铁路隧道下穿高速公路施工中也有重大的社会效益和环境效益。
2 浅埋暗挖施工技术适用范围
对于浅埋地下开挖技术,是指离地表不远的不同类型地下洞室的地下开挖施工。在以下环境中,更适合浅埋和地下开挖施工:(1)地层岩性差,有地下水;(2)周边施工环境相对复杂,施工过程中需要考虑多种因素;(3)当切割和覆盖或屏蔽方法都不合适时。随着浅埋暗挖施工技术的不断探索和研究,其应用范围也在逐步扩大,适用的地质环境也越来越广。
计算机技术的发展是浅埋地下开挖施工技术的一个非常重要的辅助工具。同时,浅埋地下开挖技术可以与其他技术很好地结合。目前,在实际施工中,浅埋开挖技术可以在提高施工质量和施工速度的基础上,确保安全施工,最大限度地降低施工风险,同时可以减少地层流失引起的地表移动和变形等一系列问题。浅埋暗挖施工模式是城市地下工程设计的优秀设计和施工模式,在穿越高速公路的铁路隧道施工中具有重要意义。
3 浅埋暗挖施工技术施工步骤
3.1超前支护
在一般隧道施工中,将在隧道入口处安装一个大管棚,在少数情况下,将在隧道中安装一个小管来代替大管棚。由于浅埋的各种因素,隧道施工中选择了先进的管棚方案。超前大管棚与钢拱架组合后,形成棚架,可防止隧道拱坍塌,有效控制高速公路地表沉降。隧道下高速公路段,拱部设置一个φ159 mm、长18m的大型管棚,密度为每米3根,搭接长度不小于3m。管棚施工过程中钻孔外插角控制在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,在其两个钢管之间加强设置Φ42的超前小导管,强化支护力度,再实施注浆,加固地层。
3.2开挖
为了确保施工安全,在开挖下部时,应与上导开挖拱架间距,进行控制。开挖仰拱之前,需要考察地质、测量监控等,一次开挖长度控制在三米内。对中间支护系统进行拆除时,如果能够在设计允许的范围内保持围岩的变形,再确认安全性后,可进行拆除,同时开展后续作业。若围岩的稳定性符合相关设计标准,可一次性拆除临时支撑。
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4 明挖段施工技术
4.1开挖高速公路路基
隧道中心下方约1.5m的位置可设定为灌注桩顶面的标高,从桩顶面的位置,即垂直于隧道轴线的方向进行开挖,开挖宽度通常设定为18.67 m..至于开挖边线的设置,应根据高速公路路基中1:0.5的坡度比例来设置合适的开挖边线。在混凝土开挖中,为了便于后期护拱的挂模施工操作,需要预留一定量的核心土,也可以作为护拱混凝土浇筑过程中的临时支撑点,每次开挖进度需要控制在7m左右。
4.2临时施工平台的设置
作为施工过程中的必要设施,临时施工平台也可用于施工完成后的各种后续工程,如顶梁施工和桩基施工。施工平台应保证紧凑,自然沉降时间短。本工程施工采用密排碾压法,挖掘机进行碾压、瓶料、板材等。单点碾压次数控制在20次以内,确保压实度,层厚控制在30cm左右,避免平台明显不规则沉降。如果没有专业的压实设备,就会存在一定的压实限制,继而出现沉降,对此,将一定的沉降量,预留于填筑平台的顶面。
4.3桩基施工
为了防止各种因素影响桩基的扩孔和孔偏差,最好在施工前准确测量桩位。测量桩位时,应适当增加到隧道轴线的距离,桩长应与桩顶标高和原始地面标高相结合,注入桩的稳定性测定应与原状土深度相结合。钢筋搭接和损耗需要足够的钢筋材料。主筋与箍筋的距离为20 cm,预留钢筋搭接长度以保证焊接质量。
4.4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。
4.5护拱施工
首先是拱门。选择122 a工字梁,现在它是弯曲的和成形的,内径为7.25 m,并选择合适的拱长。然后通过核心土壤操作平台安装拱。应该注意的是,与顶梁连接的拱应该先固定,然后再与拱连接。连接工作完成后,需要适当调整拱的位置和角度,最后拱连接板和预埋钢板通过全焊接连接。第二,拼接拱门。拱与钢筋纵向连接,间距保持在50 cm。第三,护拱。先将木模板固定在拱架之上,拱架内侧和外侧皆需要从压顶梁向上延伸至三分之一弧长的位置,并且将内外模之间的间距控制在高于60cm。第四,混凝土的浇筑施工。为了进一步增加拱架稳定性,需要通过钢管支撑。选择强度为c30的混凝土,将其水灰比和坍落度控制为输送混凝土临界点12cm左右,并强化振捣。
结语
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。
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[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,2017,32(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,2017(4):148-150.
论文作者:卢国军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/28
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