淺埋鐵路隧道下穿高速公路施工沉降分析

譚玉琪

（中國土木集團尼日利亞有限公司，北京100000）

1 引言

隨著社會經濟的不斷發展和人們生活水平的逐漸提升，社會對交通運輸的需求越來越高，鐵路和公路作為我國交通運輸的重要組成部分，對于人們的出行以及社會經濟的發展有著至關重要的作用。提高鐵路行業的運輸能力能夠進一步推動經濟的增長，便利人們的出行。本文主要針對淺埋鐵路隧道下穿高速公路施工沉降進行深入的研究。

2 淺埋鐵路隧道下穿高速公路沉降控制施工要點

2.1 盾構施工

淺埋鐵路隧道下穿高速公路施工工程沉降現象的發生嚴重影響鐵路運行質量以及鐵路運行的安全性，不利于鐵路系統的持續穩定建設[1]。因此，需要加強對淺埋鐵路隧道下穿高速公路施工沉降原因的分析，明確影響鐵路隧道下穿高速公路施工沉降現象發生的主要的問題和來源，并采取針對性的措施進行解決，保證鐵路施工的科學性和合理性，提高鐵路施工的質量和效率。存在明顯的地質濕陷性是導致淺埋鐵路隧道下穿高速公路施工沉降的主要原因之一。根據相關研究可知，在地鐵盾構施工過程中，施工條件和地質特性直接影響地表沉降量和沉降速率，改變降水地層原始應力的狀態。管片環變形、盾構機擾動以及盾尾空隙充填不足都會引起路基的變形與沉降。首先，在盾構隧道施工過程中，通常需要應用排水和降水相關的施工技術，在隧道正常掘進期間也會經常性地進行排水和堵水，這樣會使地層中原有的水位發生改變，轉變成漏斗狀，曲面的水位會增加含水地層中的應力，產生固結沉降。在原來處于穩定狀態的地層環境中進行隧道開挖時，也會對周圍的土體產生擾動。在盾構掘進作業開始之后，開挖面土體的擠壓、松動以及坍塌會改變地層的原始應力狀態，破壞土體極限平衡狀態而引起地表的隆起或者下降。其次，隧道襯砌脫出盾尾之后，在壓力的作用之下會擠壓管片之間的縫隙及防水層，也會使得管片環發生輕微的變形，使管片環更加趨向于橢圓環而引起地表的少量沉降。另外，盾構掘進或者開挖都會不同程度地對周圍的土層產生擠壓和干擾。在盾構掘進的過程中，當遇到彎道或者需要進行垂直糾偏以及水平糾偏時，會使周圍的土體受到擾動擠壓，從而引發地表變形問題，地表變形的大小、程度與隧道的埋深和地層的土質密切相關。此外，還必須要及時充填盾尾的建筑空隙，尤其在不穩定地層施工時必須要注意盾尾建筑空隙的充盈度、壓漿材料的充填量以及自身的性能對地表沉降速度以及地表沉降量造成的影響。

2.2 鐵路隧道開挖面積

從工程項目建設實際施工情況來看，土體本身的強度以及構成隧道的巖體強度有一定的限制，在達到上部結構支撐力的某種程度之后，難以進一步提升。比如，在進行黃土地帶施工的過程中，一旦隧道的跨度超過8m以上，便難以保證上部結構的自穩定，而且隧道上部高速公路也會產生地表壓力，降低了土體維持自穩的臨界值，嚴重影響工程項目建設的順利穩定開展，提高了工程項目建設對防沉降技術的要求[2]。

2.3 施工開挖面積

為了能夠合理地控制整體的施工寬度以及施工項目進程，需要將隧道施工的邊角參數控制在11m之內。在進行整體寬度控制時，一般將斷面層的面積設定在90m2以內，深度在整體施工時需要控制在20m以內。同時，工程項目建設人員需要注意隧道的寬窄度不同對于隧道穩定性維持的要求也不相同，必須要保證覆蓋結構的穩定性，如果覆蓋結構不穩定，將會直接引起施工層面體系結構的不穩定。

2.4 施工土層厚度

在實際施工過程中，如果施工深度掩埋相對比較淺，也容易出現沉降的問題。一般來說，隧道施工土層的厚度要控制在1m的范圍之內，需要結合隧道施工體系，顯著提升整體的施工質量，避免隧道整體承載能力的下降，保證隧道的通行效率和通行質量。

3 淺埋鐵路隧道下穿高速公路施工沉降的治理措施

3.1 加強施工前期的沉降預防控制工作

在施工之前，工程項目建設人員需要對施工環境以及施工地質條件進行詳盡科學的探測，加大地質勘測的力度，為施工計劃的制訂提供充足的數據支持，從而使得施工單位能夠詳細了解工程項目建設區域的土壤巖性、地質情況、地下水的分布情況以及高速公路路基的狀態等參數，從而明確施工過程中需要注意的問題以及施工的重點和難點。科學制訂控制方法，為后續淺埋鐵路隧道施工沉降的防治奠定堅實的基礎。在施工前期，工程項目建設人員還需要著重對公路交叉以及隧道交叉的位置進行勘察，勘察的內容主要包括公路路基的穩定性、路面不均勻沉降現象等，為施工過程中沉降監控工作以及施工計劃的擬定提供充足的數據參考。然后，工程項目建設人員還需要明確高速公路本身的性質以及車輛的運行對淺埋鐵路隧道施工地質環境造成的影響和破壞。

3.2 做好施工地點的地下水處置

結合隧道施工地點的地下水對周圍土質所產生的不良影響，需要做好地下水的處理工作。隧道施工環境中的地下水會降低土壤的承載能力，提高工程項目的施工難度。因此，必須要建立足夠的支護措施，保證地下水能夠順利流出，減少施工場地的土質含水量，保持施工場地的干燥，避免圍巖被地下水浸泡而發生氧化和軟化問題，提高圍巖的穩固性和安全性。

3.3 做好施工細節的控制

淺埋鐵路隧道下穿高速公路工程項目持續時間較長，工程體量較大，涉及的材料、設備、人員較多，所以，在實際施工過程中，難免會受到各種各樣因素影響而出現施工質量問題。因此，在施工過程中，必須要加強對施工細節的控制，明確施工過程中可能存在的影響因素，并采取針對性的措施進行解決。在施工細節方面，需要對整體施工進行過程性的控制，注重施工設備以及施工工藝的應用，提升整體施工質量和施工效率。在隧道開挖的過程中，需要結合隧道施工的特點，分析不同的開挖方式的優勢以及不足，選擇針對性的施工方案以及施工技術。在工程項目建設期間，為了顯著提高巖層的穩定性，需要采取循序漸進的方式進行隧道的開挖，保證初期支護的效果，確定淺埋的路線，防止工程施工過程中出現沉降問題。在進行淺埋隧道下穿高速公路施工沉降的過程中，為了保證隧道基礎的穩定性和安全性，往往采取短臺階人工開挖的方式，并在開挖過程中做好前期的支護工作，避免在工程施工過程中出現沉降問題。在需要進行爆破時，盡可能壓縮爆破規模，采取振動小以及藥量小的方式進行爆破，有效減少在爆破過程中對隧道產生的沖擊力，保證隧道整體結構的穩定性和安全性。

4 結語

綜上所述，淺埋鐵路隧道下穿高速公路施工沉降問題的存在嚴重影響高速公路以及鐵路系統運行的穩定性和運行的安全性，因此，需要加強對沉降問題的探究，明確引起沉降問題的主要原因，并采取針對性的措施進行解決，保證工程項目建設最終質量和效果，促進我國社會經濟的進一步發展。