铁路隧道浅埋下穿高速公路施工技术浅析

吴宇

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

前 言

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。

1 浅埋暗挖施工技术

1.1 浅埋暗挖施工技术适用范围

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。

1.2 浅埋暗挖施工技术施工步骤

1.2.1 地层加固

保持开挖面土体稳定性是采用浅埋暗挖法的基本条件。在施工中为了不引起路面沉降或者塌方，需要加固地层。在地层中打入钢管，然后注入水泥或化学浆液等建筑材料加固地层。地层加固后，进行短进尺开挖。一般每循环在0.5～1.0m左右。

1.2.2 超前支护

（1）超前大管棚支护

在隧道洞口设置大管棚能够在较大地面集中荷载的隧道工程中防止地面过度沉降或者建筑物的过度倾斜。大管棚的支护施工技术较复杂，而且造价高，进度慢，超前大管棚很多时候都和钢拱架共同组合成棚架来防止隧道拱部出现坍塌，控制高速公路地表沉降。

（2）小导管超前支护

少数情况下，施工单位会在洞内设置小导管来代替大管棚。此种工艺能够在隧道周围形成一个加固圈来提高围岩自稳能力，防止坍塌。因为工艺简单、成效快，所以很多工程中在暗挖工程全线拱部及侧壁等非特殊地段使用小导管超前支护。通常使用小导管外径为42.5mm，管厚3.5mm，而且有400mm止浆段。

（3）某工程采用大管棚和小导管两者结合的支护来保障隧道稳定性。在隧道下穿高速公路段的拱部设置大管棚，管棚使用？准159，长度18m的钢筋，密度是3根/m，搭接长度也是3m。纬二路保证隧道不会穿顶，需要在管棚施工过程中将钻孔外插角控制在2°左右。再使用？准42的超前小导管设置在两个钢管之间来加强支护的力度，保证支护稳定。

1.2.3 开挖过程

为了保证施工安全和质量，在开挖前进行实地考察，弄清施工环境的地质情况，有必要的话进行监控测量。测量围岩变形有没有保持在设计允许的范围内，如果围岩稳定性达到了设计标准，则在混凝土浇筑前拆除中间支护系统，拆除长度要结合仰拱浇筑的长度来决定，一般为2～3m。

1.2.4 初期支护

初期支护要保证支护体系的支撑强度合一采用工字钢架支撑、喷射混凝土、钢筋网、等组成复合式初期支护系统，支护参数要比其他隧道同等级围岩的参数高。在设置的过程中可以采用规格为？准8，其间距为20cm×20cm，的钢筋网来保障施工安全性。

2 明挖段施工技术

2.1 明挖法的优势

明挖是铁路隧道施工常用的施工方法。明挖是在一定支护体系的保护下开挖基坑，然后在基坑内施作地下工程主体结构的施工方法，能够快速组织人员、设备、材料、机械等进行施工，便于控制、保证施工安全质量和施工速度，具有适应性强、施工期段、经济性强的优点。因为明挖法的施工工序和作业面能够进行直观观察，所以可以边施工边检查，能够及时察觉安全隐患，根据施工动态定制安全措施。还能及时控制施工质量和进度，随时调整。

2.2 明挖段施工技术步骤

2.2.1 开挖高速公路路基

路基开挖通常在隧道圆心1.5～1.6m的位置设置灌注桩顶面表格，从桩顶面的位置实施开挖。开挖边线需要根据高速公路路基坡比来设置。

2.2.2 设置临时施工平台

临时施工平台能够保证施工后续的各项工作，比如桩基施工、压顶梁施工等。施工平台要保证其质量，需要保证合格的压实度。使用专业的压实设备，一般工程中采用挖掘机密排碾压的方式来保证密实度。分层压实，压实厚度保持在30cm左右，碾压次数平均超过20次，碾压均衡，防止不规则沉降的出现。

2.2.3 桩基施工

为了防止各种因素影响桩基扩孔、偏孔现象的出现，在施工前最好对桩位进行准确测量。桩位在测量时要结合适当增大到隧道轴线的距离，桩长度需要结合桩顶标高及原地面标高，注桩的稳定性确定需要结合入原状土的深度。钢筋搭接和損耗要求钢筋用料的充分性，主筋之前保持20cm的距离，箍筋之间保持30cm的距离，并且预留钢筋搭接长度，保证焊接质量。

2.2.4 压顶梁

压顶梁是隧道初期支护的重要组成部分，一般采用混凝土或者钢筋混凝土来增强砌体整体稳定性或者钢筋构件的稳定性。压顶梁首先要测量防线，浇筑混凝土垫层，再使用钢筋进行绑扎，并且设立相应的模板，最后浇筑成混凝土砌体。

3 结束语

虽然我国隧道施工技术已经取得一定的成就，但是在地层结构单一、施工环境复杂、覆盖层较复杂的情况下，加上铁路隧道中列车动荷载作用下，隧道施工还是有一定的困难。为了能够保障施工安全和环境效应，施工人员需要对各项施工条件进行深入详细分析，确保工程施工中隧道结构的受力安全性，控制地面或者结构物的沉降保证铁路隧道和高速公路运行的双重安全性能。

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.