王樹(shù)芳 蔣桂梅

摘 要：為了進(jìn)一步保證鐵路工程施工的整體質(zhì)量，必須對(duì)鐵路隧道淺埋下穿高速公路的施工技術(shù)進(jìn)行研究。在此背景下，本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)淺埋暗挖法與明挖法進(jìn)行重點(diǎn)介紹，以期在保證施工進(jìn)度的前提下，為施工質(zhì)量提供保障，最終實(shí)現(xiàn)施工的綜合效益。

關(guān)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(yùn)輸行業(yè)發(fā)展，對(duì)運(yùn)輸?shù)缆返目臻g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(shè)均采取了立體交叉的形式，但這種形式的施工技術(shù)難度比較大，不僅要確保修建完成之后高速公路的運(yùn)行質(zhì)量，并且也要防止路面沉降現(xiàn)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(jīng)成為現(xiàn)代鐵路與公路施工的重難點(diǎn)?；诖?，本文以某鐵路隧道工程作為研究對(duì)象，對(duì)鐵路隧道淺埋下穿高速公路的施工技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)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(shè)計(jì)高程是900.55m，高速公路路面的設(shè)計(jì)高程是914.81m，二者高差為14.26m。鐵路隧道在運(yùn)營(yíng)時(shí)的凈埋深度是4.74m，而現(xiàn)階段實(shí)際開(kāi)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(zhì)砂巖夾泥巖，呈現(xiàn)棕紅色，弱風(fēng)化；并且，圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育，結(jié)構(gòu)呈角礫碎石狀，比較松散，承壓性能極差。同時(shí)，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(guò)程中，會(huì)產(chǎn)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(yùn)行質(zhì)量，對(duì)鐵路隧道淺埋下穿高速公路技術(shù)進(jìn)行了研究。

2 淺埋暗挖施工技術(shù)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(jìn)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(shè)計(jì)與施工[1]。淺埋暗挖法的實(shí)際應(yīng)用，必須將地質(zhì)條件的改造視為前提，將地表沉降的控制視作重點(diǎn)，同時(shí)將格柵等鋼結(jié)構(gòu)以及噴錨作為初期的支護(hù)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(duì)地層進(jìn)行加固施工。隧道工程的地層加固施工，不僅是保證開(kāi)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(shù)得以良好應(yīng)用的前提所在。具體施工時(shí)，路面沉降與塌方等現(xiàn)象，會(huì)極大的影響工程施工質(zhì)量以及施工安全性，故為了避免這種現(xiàn)象，需要進(jìn)行地層的加固施工。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，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(xué)漿液等建筑材料，實(shí)現(xiàn)加固。而再加固完成之后，進(jìn)行短進(jìn)尺開(kāi)挖。

其次，超前支護(hù)。超前支護(hù)的具體工作包括以下幾點(diǎn)：

（1）超前大管棚支護(hù)。大管棚支護(hù)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(guò)度沉降，或地面建筑物發(fā)生過(guò)度的傾斜。相對(duì)而言，大管棚的支護(hù)施工技術(shù)比較復(fù)雜，且進(jìn)度慢、造價(jià)比較高。所以，通常情況下，超前大管棚會(huì)與鋼拱架進(jìn)行組合，形成棚架，以此來(lái)對(duì)高速公路的地表沉降進(jìn)行控制。（2）小導(dǎo)管的超前支護(hù)。通過(guò)小導(dǎo)管的超前支護(hù)，可以在隧道的周圍形成一個(gè)加固圈，有效防止坍塌現(xiàn)象的發(fā)生[2]。由于自身工藝較為簡(jiǎn)單，且成效比較快，故其在非特殊地段施工中得到廣泛應(yīng)用。（3）超前大管棚與小導(dǎo)管的聯(lián)合支護(hù)。為了更好的保證隧道穩(wěn)定性，部分工程在施工時(shí)，會(huì)采取超前大管棚與小導(dǎo)管進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)。在兩個(gè)鋼管之間設(shè)置超前小導(dǎo)管，小導(dǎo)管的ф為42，以此來(lái)加強(qiáng)支護(hù)的力度，確保支護(hù)的穩(wěn)定性。而同時(shí)于下穿段的拱部進(jìn)行大管棚的設(shè)置，管棚利用長(zhǎng)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(huì)穿頂，在大管棚的實(shí)際施工中，需保證鉆孔外的插角為2°左右。

再次，開(kāi)挖過(guò)程。為了進(jìn)一步確保工程的施工質(zhì)量與施工安全，在鐵路工程正式施工前，實(shí)地考察工作是必不可少的。通過(guò)實(shí)地考察工作，不僅可以充分了解工程的實(shí)際施工環(huán)境及其地質(zhì)情況，而且可以在必要時(shí)進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量[3]。而在工程的實(shí)地考察中，圍巖變形的測(cè)量是重中之重，其必須確定圍巖變形是否滿足工程設(shè)計(jì)的要求。若圍巖穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求，則在進(jìn)行混凝土澆筑工序之前，便可以將中間支護(hù)系統(tǒng)拆除，而具體拆除長(zhǎng)度取決于仰拱澆筑的長(zhǎng)度，通常情況下拆除長(zhǎng)度是2-3m。

最后，初期支護(hù)。初期支護(hù)是淺埋暗挖法的重點(diǎn)工作流程，其最終目的在于保證所建立的支護(hù)體系實(shí)現(xiàn)支撐強(qiáng)度合一。在該過(guò)程中，一般選擇工字鋼架支撐、鋼筋網(wǎng)以及噴射混凝土、系統(tǒng)錨桿等技術(shù)中的幾種，建立起復(fù)合式的初期支護(hù)系統(tǒng)。相比較而言，隧道的初期支護(hù)參數(shù)要高于其他普通隧道。而在實(shí)際施工時(shí)，一般使用規(guī)格ф8，間距20cm×20cm的鋼筋網(wǎng)，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(hù)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(fù)雜，且施工時(shí)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(gòu)法均無(wú)法應(yīng)用的情況之下，采用淺埋暗挖法。通過(guò)以上分析可以看出，淺埋暗挖法的應(yīng)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(shù)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用。例如，計(jì)算機(jī)技術(shù)。目前，技術(shù)即技術(shù)已經(jīng)成為淺埋暗挖法的重要輔助性工具。

3 明挖法的施工技術(shù)

3.1 明挖法概念

明挖法即指在地下結(jié)構(gòu)工程的施工過(guò)程中，由地面開(kāi)始向下分段、分層次的依次開(kāi)挖，直至滿足結(jié)構(gòu)要求高程與尺寸，之后于基坑中，開(kāi)始主體結(jié)構(gòu)的施工作業(yè)與防水作業(yè)，最后回填，恢復(fù)地面。明挖法的關(guān)鍵，在于地下水位的降低，土方開(kāi)挖、邊坡支護(hù)、結(jié)構(gòu)施工以及防水工程等，其中，以邊坡支護(hù)最為關(guān)鍵，其是保證施工安全的主要技術(shù)。明挖法的主要優(yōu)點(diǎn)為施工快捷、簡(jiǎn)單，且具有較高的安全性與經(jīng)濟(jì)性，缺點(diǎn)則是對(duì)周圍環(huán)境具有比較大的影響，主要應(yīng)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(kāi)挖高速公路路基。在開(kāi)挖高速公路路基時(shí)，通常選擇將灌注樁頂面表格設(shè)置在與隧道圓心相距1.5m-1.6m的位置上，然后于樁頂面開(kāi)挖。需要注意的是，具體的開(kāi)挖邊線，必須根據(jù)高速公路路基的坡比來(lái)確定。

其次，搭建臨時(shí)施工平臺(tái)。在鐵路建設(shè)工程中，搭建臨時(shí)的施工平臺(tái)是必不可少的一項(xiàng)工作流程，其可以為后續(xù)開(kāi)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(shí)施工

平臺(tái)的質(zhì)量，通常會(huì)使用比較專業(yè)的壓實(shí)設(shè)備，來(lái)保障合格的壓實(shí)度。

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

第三，樁基施工。在正式施工之前，需要準(zhǔn)確測(cè)量樁位，以免因各種客觀因素的影響，導(dǎo)致樁基出現(xiàn)擴(kuò)孔或者偏孔的現(xiàn)象。而在測(cè)量樁位時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，合理增加樁位距隧道軸線的間隔，并根據(jù)樁頂標(biāo)高與原地面標(biāo)高，來(lái)確定樁的實(shí)際長(zhǎng)度。由于鐵路施工過(guò)程中，不可避免的存在鋼筋搭接時(shí)的長(zhǎng)度損失與損耗，故實(shí)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(yù)留出鋼筋搭接的長(zhǎng)度，以確保鋼筋焊接時(shí)的質(zhì)量與牢固性。

第四，壓頂梁。鐵路隧道的初期支護(hù)中，壓頂梁是最為關(guān)鍵的一項(xiàng)流程，通常利用鋼筋混凝土，來(lái)提高鋼筋構(gòu)件以及砌體穩(wěn)定性。在實(shí)際施工中壓頂梁時(shí)，需要事先對(duì)防線進(jìn)行測(cè)量，對(duì)混凝土墊層進(jìn)行澆筑，完成上訴流程之后，再利用鋼筋實(shí)現(xiàn)綁扎，之后通過(guò)相應(yīng)模板的設(shè)立，完成混凝土砌體的澆筑工序。

第五，護(hù)拱施工。護(hù)拱施工的具體步驟可以概括為以下幾點(diǎn)：（1）將工字鋼進(jìn)行彎曲成型，設(shè)置合理的彎曲內(nèi)徑為與拱架長(zhǎng)度；（2）在鋼筋網(wǎng)中，開(kāi)展鋼筋網(wǎng)片的掛設(shè)工作；（3）將模板借助鋼筋或者扎線固定在拱架之上，同時(shí)保證拼接質(zhì)量，若發(fā)現(xiàn)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(jìn)行相應(yīng)處理；（4）混凝土澆筑作業(yè)，并保證混凝土振搗工作的質(zhì)量，以此來(lái)為護(hù)拱的施工質(zhì)量提供保障，進(jìn)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(wèn)題，這種情況下，為了進(jìn)一步保障鐵路隧道工程和高速公路工程的施工質(zhì)量，必須綜合分析實(shí)際情況，基于實(shí)際施工要求，選擇合理的下穿高速公路施工技術(shù)。本文以工程實(shí)例為研究對(duì)象，重點(diǎn)對(duì)暗挖法與明挖法進(jìn)行了分析，并按照實(shí)際情況以及施工要求，合理的設(shè)置了相關(guān)施工參數(shù)，為下穿高速公路的鐵路隧道施工的質(zhì)量與施工安全性，提供了重要保障，進(jìn)而在保證了高速公路運(yùn)行質(zhì)量的同時(shí)，提高了施工效益。

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