试论铁路隧道浅埋下穿高速公路施工技术

2015-10-21 17:12张龙超
建筑工程技术与设计 2015年27期
关键词:铁路隧道施工技术研究

张龙超

摘 要:城市交通的迅猛发展使得城市中的铁路、高速公路、高架桥等交通设施的数量越来越多。为了有效利用城市交通用地,出现立体交通设施的现象,公路和铁路工程相交,因而施工情况更为复杂。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,为以后的铁路建设提供一些理论参考依据。

关键词:铁路隧道;浅埋;下穿高速公路;施工技术;研究

当前交通运输不管在资源还是空间方面都提出了新的要求,现在公路相互交叉、公路铁路相互交叉、城市道路建设很多都采用了立体交叉形式,这种形式能够节省交通用地,但是增加了施工技术的难度。在地质条件复杂的施工环境中需要既能保证高速公路安全正常运行又要严格控制路面沉降,是现代铁路、公路修建中碰到的难点。

一、浅埋暗挖施工技术

浅埋暗挖施工技术是隧道施工的技术,主要是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工。浅埋暗挖主要在以下环境中比较适合:①主要适用于在明挖法、盾构法不适应的条件下,比如埋深浅(最小覆跨比可达0.2)、地层岩性差(通常为第四纪软弱地层)的情况下。②地层的岩性比较差,存在地下水;③周围的环境比较复杂。在人、交通、管线较少或者建筑物密集的市中心或者特殊地质区段,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。

信息化技术的发展使得浅埋暗挖法优势得到进一步发展,浅埋暗挖技术有很强的兼容性,可以结合其他施工技术。现在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,在施工中优化设计,实现不塌方、少沉降、安全施工等,还提高了施工质量和速度,减小了地层损失而引起的地表移动变形等环境问题,最大限度降低施工对周边环境的影响。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。

二、施工过程

2.1 暗挖施工阶段

首先在支护前,由于受到浅埋各项因素的限制,在隧道建设当中在此主要使用了超前管棚。通过超前大管棚和钢拱架之间的组合,从而构建棚架。通过这种方式一方面能够有效的避免坍塌问题出现,另一方面也阻止了高速公路出现沉降问题。在隧道下穿高速公路段的拱部设置了159,长度18m的大管棚。每间隔一米设置三根管棚,搭接长度为3m。在开展管棚施工之时,要将钻孔外插角控制在2°左右,避免由于隧道覆盖厚度不足而造成穿顶问题。为了有效的增加支护力度,在每两个钢管之间还可以设置42的超前小导管。

然后在施工过程中,由于其上导坑在开挖之时,循环进度保持在1 榀钢架间距约为15m。在开挖其下部之时,为了确保施工安全,必须控制上导开挖拱架的间距问题。在开挖仰拱之前,先要做好准备工作,比如了解地质状况、监控测量等。只有在确认了围岩变形在设计允许范围之内,符合相关的测试要求之后,方可进行拆除,并配合后续工作。在进行拆除之时,应当使用风镐依据从上到下的顺序进行,逐一拆除各个钢支撑之间的喷射混凝土。对于其中临时的钢构件,可以直接通过气焊烧断的方式拆除。在整个施工过程当中还需要注意的是,尽量避免对初期支护系统造成干扰。

最后,在进行初期支出之时,所使用的构件主要包括了系统锚杆、钢筋网、工字钢架支撑等,通过这些构件的组合,最终形成初期支护系统。边墙主要使用4m的砂浆锚杆,其内径是22cm。拱架的间距是50cm。所选择的钢筋网规格为8,间距为20cm20cm,混凝土的厚度为30cm。为了进一步提高初期支护强度,保障安全施工,支护参数的设置应当在原有基础之上有所提高。支垫主要使用纵向托梁32槽钢作为外部钢架,由于增加了其受力面积,也相应提高了支护的安全性。

2.2 明挖段施工

①路基工程

隧道圆心下方1.5m左右的位置可以设置为灌注桩顶面标高,从桩顶面的位置开挖,即沿着与隧道垂直的方向开挖,宽度是18.66m。对于边线的设置通常按照1:0.5的坡比进行。在实际的工程当中,为了便于后续工程,要求在开挖之时应当预留部分核心土,其还可以成为护拱混凝土浇筑过程当中的临时支撑点。要求要合理控制开挖速度,通常为每次约七米。

②建设施工平台

施工平台的构建是必要的,在完成修筑之后就可以开始包括压顶梁、桩基等施工。在这里主要使用挖掘机进行盘料、平料等工作,采用密排碾压的方式。在进行单点碾压之时,碾压的次数不低于20次,将分层的厚度保持在大约30cm,确保压实度符合施工需求,避免平台出现下降现象。由于普通的建筑企业通常没有配备较为专业的压实设备,因此压实工作也将受到一定程度的限制,沉降现象不可避免。这就要求在构建平台只是,在顶面应当预留沉降量,通常约为11cm。

③桩基施工

在开展桩基施工之前,首要工作是对桩位进行准确的测量。为了避免出现偏孔、扩孔等问题,在进行测量之时,应当适当的增大桩到隧道轴线的距离。结合桩顶标高、原地标高,对桩的长度进行测量,当灌注桩在没入原状土之时,其深度应当高于桩长的0.4倍,从而确保桩基稳定性良好。重视钢筋的搭接和损耗,结合实际的桩基长度进行25主筋和8的箍筋下料。在制造钢筋笼之时,各大主筋的间距应当约为20cm,而箍筋间距为30cm。同时要求要預留足够的钢筋搭接长,确保之后的焊接质量。在完成焊接之后还需要进行必要的保护,最大限度的控制变形、锈蚀等问题出现。

④压顶梁

压顶梁施工的流程首先是进行测量放线,然后开外基坑,并且剔凿桩头,再进行混凝土浇筑垫层工作,之后是钢筋绑扎、架设模板、混凝土浇筑。在初期支护系统当中,压顶梁属于其中的一个重要组成部分。这就要求在施工当中做好定位工作,并且计算到隧道轴线的距离,以便于开展后续工作。

三、结语

在暗挖段施工当中要求做好超前支护、初期支护等工作。而在明挖段的施工过程当中应当从路基施工、施工平台的构建等方面,有效的提高施工技术水平,保障隧道施工质量。

参考文献:

[1] 胡永耀.公路施工中长管棚支护技术的运用[J];科技传播;2012年12期

[2] 吴发展;秦召.马家山隧道出口洞口施工技术[J];内蒙古科技与经济;2011年18期

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