鐵路隧道下穿高速公路施工方案的實(shí)施及控制要點(diǎn)(1)

1、鐵路隧道下穿高速公路施工方案的實(shí)施及控制要點(diǎn)(1)摘要：在以往公路與鐵路工程相交時(shí)，多采用公路上跨或下穿鐵路方式，某隧道受地形和路線縱坡限制，采用暗挖和護(hù)拱蓋挖相結(jié)合的方法，通過超前支護(hù)、施作護(hù)拱和路面 鋼筋混凝土搭板等技術(shù)手段淺埋穿越了施工中的離軍高速 公路。本文結(jié)某遂道的施工實(shí)例簡單介紹鐵路隧道淺埋下穿 高速公路的施工技術(shù)。關(guān)鍵詞：鐵路隧道；下穿;施工技術(shù)一、工程概述某隧道位于山西省，該隧道在改 DK186+295-隧道出口 為5%。的上坡，在改DK186+385191下穿施工中的離軍高速公 路,離軍高速公路與鐵路隧道的平面夾角為146 56 30下穿處高速公路路面設(shè)計(jì)高程，鐵路路肩設(shè)計(jì)高

2、程，高差，運(yùn)營時(shí)隧道凈埋深，目前隧道實(shí)際開挖埋深僅為。因該段高 速公路為半填半挖路基，隧道與之小角度相交，分別在填方 和挖方邊坡出現(xiàn)了明顯的偏壓現(xiàn)象，也加長了下穿段長度經(jīng)準(zhǔn)確測量下穿段里程為DK186+315- DK186+440。隧道下穿施工中的高速公路線段地質(zhì)條件較差，均為V級(jí)加強(qiáng)圍巖圍巖為新黃土，軟弱淺埋，自承能力極差，隧道部分段落要從 施工中的高速公路路基填方中穿過，同時(shí)受在高速公路上施工機(jī)械、通行車輛的影響，洞身開挖后圍巖的穩(wěn)定性更差 ，且 高速公路運(yùn)營后，多為載重煤炭運(yùn)輸車輛，為此施工中必須嚴(yán)格控制地表沉降，必須采取較為穩(wěn)妥的施工方法，確保隧道的施工安全、高速公路正常施工及行車安全

3、。二、施工方案的實(shí)施及控制要點(diǎn)暗挖段施工和控制要點(diǎn)超前支護(hù)施工一般隧道施工中，僅在洞口施作大管棚，洞內(nèi)即使設(shè)計(jì) 了,多以小導(dǎo)管代替，考慮到淺埋實(shí)際情況，該隧道堅(jiān)持采用 了超前管棚方案。超前大管棚與鋼拱架組合的棚架作用，可以避免隧道拱部坍塌，并能有效抑制高速公路地表沉降。隧 道下穿高速公路段拱部設(shè)置 159大管棚，管棚長度18m,環(huán) 向間距3根/m,搭接長度3m。由于隧道覆蓋層較薄，在管棚施 工時(shí)嚴(yán)格控制鉆孔外插角，一般控制在13。以防止穿 頂。為保證施工安全，在大管棚的兩個(gè)鋼管之間加設(shè)42超 前小導(dǎo)管加強(qiáng)支護(hù)，并進(jìn)行注漿加固地層。小導(dǎo)管采用42鋼管，環(huán)向間距3根/m,外插角度58 ,2倍鋼架間

4、距設(shè) 置超前小導(dǎo)管。在超前支護(hù)施工過程中要盡量少擾動(dòng)土體，避免高速公路路基的坍塌，確保施工安全。開挖施工下穿高速公路暗挖段采用 CRD法進(jìn)行開挖。具體開挖工 序圖如圖1。為確保施工安全，上導(dǎo)坑的開挖循環(huán)進(jìn)尺控制為1榀鋼架間距015m,下部的開挖依據(jù)上導(dǎo)開挖拱架間距控制。仰拱 一次開挖長度依據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果、地質(zhì)情況綜合確定，一般不宜大于3m中間支護(hù)系統(tǒng)的拆除中間支護(hù)系統(tǒng)的拆除時(shí)間應(yīng)考慮其對(duì)后續(xù)工序的影響，通過圍巖監(jiān)控量測進(jìn)行確定。當(dāng)圍巖變形達(dá)到設(shè)計(jì)允許的范 圍之內(nèi)，并在嚴(yán)格考證拆除的安全性之后，方可拆除。同時(shí)要注意后續(xù)作業(yè)的及時(shí)跟進(jìn)。如圍巖穩(wěn)定條件滿足設(shè)計(jì)要求，臨時(shí)支撐可在仰拱混凝 土澆筑前一次

5、性拆除，一次拆除長度依據(jù)仰拱澆筑長度確定。中隔壁混凝土拆除時(shí)，要防止對(duì)初期支護(hù)系統(tǒng)形成大的 振動(dòng)和擾動(dòng)?？刹捎蔑L(fēng)鎬由上至下逐榀拆除鋼支撐之間的噴 射混凝土，以及臨時(shí)支護(hù)與初期支護(hù)連接部位附著在鋼架上 的噴射混凝土 ，臨時(shí)鋼構(gòu)件采用氣焊燒斷。初期支護(hù)初期支護(hù)采用122a工字鋼鋼架支撐+鋼筋網(wǎng)+噴射混凝 土+系統(tǒng)錨桿組成的復(fù)合式初期支護(hù)。其中邊墻采用L=4m的22mm的砂漿錨桿，拱架間距50cm,8鋼筋網(wǎng)間距20cm*20cm,C25初支混凝土厚度為30cm,該段支護(hù)參數(shù)明顯高于其它隧道同等級(jí)圍巖參數(shù)，目的在于加強(qiáng)初期支護(hù)體系 的支撐強(qiáng)度確保施工安全。拱部鋼架必須用縱向托梁32槽鋼進(jìn)行支墊以增加鋼

6、架底腳的承力面積，并設(shè)置42鎖腳錨管將鋼架兩底腳牢固鎖 定,以防止鋼架下沉或兩底腳回收。必要時(shí)，下導(dǎo)開挖后仰拱施工前加設(shè)臨時(shí)仰拱，避免初期支護(hù)收斂變形。明挖段施工和控制要點(diǎn)工藝流程圖護(hù)拱蓋挖施工工藝流程高速公路路基開挖灌注樁頂面標(biāo)高在隧道圓心下方處，樁頂面處開挖寬度為，按照1 ：的坡比，根據(jù)埋深在高速公路路基放出開挖邊 線。開挖過程中注意預(yù)留核心土 ，以方便護(hù)拱的掛模施工，并 為護(hù)拱混凝土澆筑提供必要的臨時(shí)支撐點(diǎn)。每次開挖進(jìn)尺控 制為68m修筑臨時(shí)施工平臺(tái)該平臺(tái)一旦填筑完成，立即進(jìn)行樁基和壓頂梁施工，自 然沉降時(shí)間較短，必須注意控制壓實(shí)度。本工程采用一部卡 特320挖掘機(jī)盤料、平料和碾壓，分層

7、厚度30cm,密排碾壓， 單點(diǎn)碾壓次數(shù)不少于20次,盡可能保證壓實(shí)度，避免平臺(tái)明顯沉降。而事實(shí)上，采用非專業(yè)的壓實(shí)設(shè)備施工，壓實(shí)效果不盡理想，沉降是不可避免的，故填筑平臺(tái)頂面要預(yù)留10-12cm沉降量。樁基施工精確測量樁位，在樁位測量時(shí)必須適當(dāng)加大樁到隧道軸 線的距離，避免因擴(kuò)孔、偏孔等因素導(dǎo)致樁基侵入隧道二次 襯砌界限。復(fù)測平臺(tái)基面標(biāo)高，根據(jù)樁頂標(biāo)高和原地面標(biāo)高， 復(fù)核樁長，確保灌注樁樁底沒入原狀土深度不小于倍樁長，確保灌注樁在水平方向的穩(wěn)定性。充分考慮鋼筋的搭接和損耗，按照實(shí)際樁長進(jìn)行25主 筋和8箍筋下料，焊制鋼筋籠：主筋間距；箍筋間距30cm , 鋼筋籠焊接過程中，一定要保證鋼筋搭接長

8、度和焊接質(zhì)量，同時(shí)注意成品保護(hù)，避免銹蝕和變形。加工鋼筋籠時(shí)一定要 充分考慮樁基與壓頂梁的妥善連接，必須保證樁基鋼筋深入 壓頂梁，深入長度不小于35d 。壓頂梁施工壓頂梁實(shí)際就是條形承臺(tái)基礎(chǔ)，施工工藝與橋梁承臺(tái)相 近。測量放線一基坑開挖一樁頭剔鑿一澆筑混凝土墊層一鋼 筋綁扎一架立模板一混凝土的澆筑及養(yǎng)護(hù)。壓頂梁中為 25主筋、10箍筋和10鉤筋，上下頂面 主筋間距為21cm,側(cè)面主筋間距為；箍筋和鉤筋間距為 30cmo壓頂梁作為隧道初期支護(hù)的一部分內(nèi)側(cè)模板定位必須準(zhǔn)確，到隧道軸線的距離嚴(yán)格按照隧道凈空半徑+襯砌厚度+ 預(yù)留變形量來控制，距離過小，會(huì)入侵二襯；過大，護(hù)拱拱架 將無法與之正常連接。

9、另外，部分梁體在回填平臺(tái)上施工，土 質(zhì)相對(duì)松散，模板不適宜支撐加固，故該處模板主要采用拉 桿加固。護(hù)拱施工明洞護(hù)拱用122a工字鋼作為主架，拱架間距，輔以25 的大格鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸50crW 50cm,上附10的密格鋼筋 網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸10cm 10cm,拱架內(nèi)側(cè)全部掛模，拱架外側(cè)分 別從壓頂梁向上至 1/3弧長范圍掛模，然后采用混凝土汽車 泵或拖泵澆筑護(hù)拱混凝土。拱架施工。I22a工字鋼通過型鋼彎曲機(jī)一次彎曲成型，彎曲半徑，根據(jù)施工需要適當(dāng)截取拱架長度,本工程中，將上半斷面拱架等長分為三節(jié)，單節(jié)下料長度，兩端焊接鉆 29孔連接板。利用開挖預(yù)留的核心土作為操作臺(tái)安裝拱架，架立過程中，先將與壓頂

10、梁連接的兩節(jié)拱架簡單固定，再將中間節(jié)拱架與上述兩節(jié)用螺栓連接，兩片連接板間加入橡膠墊 片，將三節(jié)拱架連接完好；然后,進(jìn)一步準(zhǔn)確調(diào)整拱架位置和 角度，讓兩拱腳落在壓頂梁預(yù)埋鋼板上，將預(yù)埋鋼板和拱架連接板滿焊連接。拱架之間用 25鋼筋縱向連接，連接筋環(huán)向間距50cm 在兩榀拱架中間位置布 25的環(huán)向鋼筋，使之與縱向連接筋 形成50crW 50cm的大格鋼筋網(wǎng)。然后在大格鋼筋網(wǎng)上敷掛10cmX 10cm的鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片間搭接不少于兩個(gè)網(wǎng)格，保證網(wǎng)片的整體性。護(hù)拱施工采用木模板，寬度為1520cm,長為4m或5m 利用鋼拱架自身穩(wěn)定性，輔以鋼筋、扎線等將模板固定在拱 架上。掛模范圍：拱架內(nèi)側(cè)及拱架外側(cè)

11、分別從壓頂梁向上至 1/3弧長處，同時(shí)必須保證內(nèi)外模間距不小于60cm。為避免澆筑混凝土?xí)r模板縫大量漏漿，安設(shè)模板時(shí)必須緊密，過大 的縫隙必須提前用錨固劑或水泥砂漿封堵?；炷翝仓?，在拱圈內(nèi)側(cè)要采取鋼管撐等必要的支撐措施，增加施工段拱架的整體穩(wěn)定性?；炷翉?qiáng)度C30,施工過程中，嚴(yán)格控制水灰比，塌落度盡量控制在輸送混凝土的 下限1013cm之間。避免混凝土離析，大量漿液從模板縫滲 漏出去。澆筑過程中要加強(qiáng)振搗，確?；炷撩軐?shí)。同時(shí)必須注意采用對(duì)稱澆筑方式，兩側(cè)混凝土高差要控制在以內(nèi)，避免單側(cè)混凝土壓力過大導(dǎo)致拱架失穩(wěn)。C20片石混凝土回填明挖段護(hù)拱施工完成，達(dá)到一定的強(qiáng)度后即可進(jìn)行片石 混凝

12、土回填施工?？紤]到回填時(shí)不出現(xiàn)偏壓，確保護(hù)拱結(jié)構(gòu)的安全，片石混凝土也要對(duì)稱回填，將拱圈兩側(cè)高差控制在范圍內(nèi)，單層回填厚度不要超過。為避免拋填的片石直 接砸到護(hù)拱，在護(hù)拱拱圈向外015m范圍不回填片石?；靥钇?石采用機(jī)械配合人工拋填，片石之間要留有空隙，讓混凝土將片石完全包裹,為保證回填段路基路面質(zhì)量，控制拋填片石量不要超過回填總量的25%回填高度至高速公路路面標(biāo)高下70cm。路面結(jié)構(gòu)施工離軍高速公路設(shè)計(jì)方提供設(shè)計(jì)資料顯示路面結(jié)構(gòu)層：細(xì)粒式SBS改性瀝青混凝土 +中粒式SBS改性瀝青混凝土 +連續(xù) 配筋鋼筋混凝土 +貧混凝土 +水泥穩(wěn)定沙礫。因我方 C20片石 混凝土回填已至高速公路路面標(biāo)高下7

13、0cm,為避免路面結(jié)構(gòu)與隧道結(jié)構(gòu)的剛性連接，將20cm厚的貧混凝土層調(diào)整為水泥 穩(wěn)定沙礫，作為緩沖減力層。鋼筋混凝土搭板施工。鋼筋混凝土搭板設(shè)計(jì)長度為100m,寬為,厚度為30cm,在搭板兩端各設(shè)置一長 8m寬、厚30cm 的過渡搭板。搭板中設(shè)置 20的縱筋和橫筋，單層布置，縱筋 位于橫筋之上，距混凝土板面12cm;過渡搭板為雙層鋼筋，縱 筋22,橫筋16。為減小施工干擾，搭板采用半幅施工方案。復(fù)測基底標(biāo) 高,按要求鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)；精測128槽鋼滑道，用插入式振搗棒 配合震動(dòng)梁攤鋪搭板混凝土。施工過程中，按要求設(shè)置脹縫和縮縫，認(rèn)真埋設(shè)傳力桿和拉桿，待混凝土達(dá)到 2030%雖度 后按要求切縫，并填筑填縫料。為保證瀝青混凝土和搭板間 剛?cè)嵊行ЫY(jié)合，混凝土施工完成后，及時(shí)