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试论铁路隧道浅埋下穿高速公路施工技术

日期:2015-8-6 22:00:42 来源:转载 浏览数:
 
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    1 ·工程概况
    某隧道工程DK186+385191下穿某施工中高速公路,该高速公路与铁路隧道平面夹角为146°56′30″,下穿高速公路路面设计高程为914.80 m,铁路路肩设计高程为900.54 m,高差为14.26 m。铁路隧道运营时净埋深为4.73 m,当前实际开挖埋深为1.79 m。因高速公路属于半填半挖式路基,铁路隧道与公路小角度相交,通过测量后发现,铁路隧道浅埋下穿高速公路里程为DK186+315—DK186+440。下穿里程地质条件较差,围岩为黄土,软弱浅埋,承压能力十分差。为保障隧道施工安全及高速公路运行质量,提出铁路隧道浅埋下穿高速公路技术研究。
    2·铁路隧道浅埋下穿高速公路暗挖断施工技术研究
    2.1 超前支护措施
    在铁路隧道浅埋下穿高速公路施工技术应用时,需要做好超前支护作业,保障施工安全性。一般铁路隧道施工会在洞口位置布置大管棚,少部分施工单位会布置小导管来代替大管棚。综合考虑该工程浅埋实际情况,在铁路隧道施工中决定应用超前管棚施工方案。超前大管棚结合钢拱架,可以有效防止高速公路地表沉降,避免隧道拱部坍塌问题。铁路隧道浅埋下穿高速公路段其拱部处设置Φ159型大管棚,管棚长度设计为18 m,以每米三根的方式进行管棚环向设置,搭接长度设计为3 m。考虑到该铁路隧道覆盖层十分薄弱,要求在设置管棚时,应严格控制钻孔外插角,将其角度控制在1°-3°范围内,避免出现穿顶问题。为提高施工安全性,于管棚钢管之间设置Φ42超前小导管进行支护作业,通过注浆方式加固施工地层。导管布置形式为每米三根,并将小导管外插角度控制在5°-8°范围内。在进行超前支护作业时,应降低施工对土体的扰动,防止出现公路路基坍塌。
    2.2 开挖施工技术
    在该铁路隧道浅埋下穿高速公路开挖施工中采取CRD法进行开挖,为保证作业安全,严格控制开挖进尺,导坑开挖循环进尺规格设计为一榀钢架间距0.15 m,下导坑开挖按照上导坑开挖情况进行控制。综合考虑开挖地质及监测结果确定仰拱一次开挖长度,一般其长度应不超过3m。在中间支护系统拆除作业时,应考虑其拆除时间是否会对后续工序造成影响,根据实际围岩监控测量结果进行确定。如围岩变形在允许范围内,则在研究拆除安全性的基础上实施拆除作业。如围岩变形条件符合设计要求,则可以在浇筑仰拱混凝土之前拆除临时支撑,一次拆除长度多为2~3 m。
    2.3 初期支护
    在该隧道施工中,应用Ⅰ22a工作钢钢架支撑、钢筋网、系统锚杆及喷射混凝土构成其初期支护体系。边墙应用L=4 m的Φ2 2  m m砂浆锚杆,拱 架间距设 计为50 cm,钢筋网设置规格为20 cm×20 cm,采取C25混凝土,混凝土喷射厚度设计为30 cm。为提高钢架底脚承力面积,采取32槽钢进行拱部钢架支垫,应用Φ42锁脚锚管进行钢架锁定,提高其稳定性,保证隧道支护性能,保障施工安全。
    3·铁路隧道浅埋下穿高速公路明挖断施工技术研究
    3.1 下穿高速公路路基开挖作业
    铁路隧道圆心下方1.6  m 位置为灌注桩顶面标高,桩顶面开挖宽度值为19.54 m,依据1∶0.5坡比进行下穿高速公路路基测量放线。在高速公路开挖作业时,为方便护拱挂模作业,应预留出核心土,为护拱混凝土浇筑提供临时支撑点,公路路基开挖进尺应控制在6~8 m范围内。
    3.2 临时施工平台设置
    临时施工平台设置后需要及时进行桩基与压顶梁施工,考虑到临时施工平台自然沉降时间较少,应严格控制其压实度。在该铁路隧道施工中,应用挖掘机机械设备进行盘料、平料与碾压,应用密排碾压方式,严格控制碾压次数及分层厚度,保证其压实度。考虑到实际工程中沉降问题无法避免,为此应预留出10~12 cm沉降量。
    3.3 桩基施工
    保证桩位测量精度,适当增加隧道轴线到桩位距离,避免因偏孔或扩孔问题导致 桩基侵入隧道 二次衬砌界限。进行平台基面标高复测,依据原地面标高与桩顶标高数据进行桩长复核作业,保证灌注桩底深入原状土深度不低于0.4倍桩长,保证灌注桩稳定性。考虑到钢筋搭接与损耗问题,应用Φ25主筋及Φ8箍筋下料,按照21.6 cm间距设置主筋,30 cm间距设置箍筋的方式焊接钢筋笼,完成焊接作业后需要采取保护措施,防止钢筋笼出现变形或锈蚀问题。
    3.4 压顶梁施工
    压顶梁施工工序为:在测量放线的基础上,开挖基坑,剔凿桩头,浇筑混凝土垫层,绑扎钢筋并架立模板,进行混凝土浇筑及养护作业。压顶梁属于铁路隧道初期支护的重要内容,应保证内侧模板定位准确。
    3.5 护拱设置
    在拱架施工时,将122a工字钢弯曲成型,并将其弯曲内径设计为7.25 m,合理选择拱架长度;在应用钢筋进行拱架纵向连接,连接筋环向间距设置为50 cm;于钢筋网中挂设钢筋网片;通过钢筋或扎线将模板固定于拱架之上,保证其拼接质量,如存较大缝隙,应使用锚固剂或水泥砂浆进行处理;选择C30强度混凝土进行浇筑作业,做好混凝土振捣工作,保证护拱施工质量,保障铁路隧道下穿高速公路施工安全性。
    该铁路隧道浅埋下穿高速公路在施工中,根据实际情况,合理设置施工参数,充分保障了下穿高速公路铁路隧道施工的安全性及质量,保障了高速公路运行质量,实现了良好的施工效益。

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