道路下穿既有鐵路工程施工關鍵技術分析

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隨著城市地下軌道交通的迅速發展，地鐵隧道不可避免地需要下穿已有的構筑物，包括地面密集建筑群，既有運營地鐵隧道及鐵路軌道或車站等。下穿隧道的施工打破了原有的應力平衡狀態，特別是當地層受到較大擾動時，就會造成地層的較大沉降以及構筑物不同程度的破壞，甚至引發一系列嚴重的安全事故。因此，對隧道的施工工藝提出更高的要求，其中如何有效地控制地層變形成為最主要的技術指標。

1 施工準備

（1）道路機選型從安全施工角度來分析，道路機選型中很重要的一樣因素就是地層滲透系數。按照當前的施工經驗來看，當地層的透水系數＜1×10-7cm/s 時，需要選用土壓平衡道路；當1×10-7cm/s ≤地層透水系數≤1×10-4cm/s，可以選用泥水式道路或者是土壓式道路；當地層的透水系數＞1×10-4cm/s 時，選用泥水道路。泥水平衡道路的作用是保證開挖工作面的穩定性，從而保證能夠順利施工。

（2）對后背進行修筑后背是一種臨時結構物，主要承受頂進的水平頂力的反作用力。頂進工作要順利開展，后背修筑效果是其中一個關鍵因素，其與頂進的質量息息相關。本項目后背的結構形式為重力式后背，將50a 工字鋼橫梁鋪設在墻背前當做橋梁，采用5M 漿砌片石來鋪設后背墻并將土層分層夯實在后背墻頂部[1]。

2 道路下穿既有鐵路工程施工關鍵技術

2.1 框架橋頂進技術

框架橋頂進技術作為道路下穿既有鐵路工程施工中一項重要的施工關鍵技術，以實現將框架橋順利頂送進路基的施工目的。但框架橋頂進技術也分為多種類型，如一次性頂入法、中繼間分段頂入法等。若框架下穿股道數量較少，且相關施工條件滿足的情況下，可以在線路加固施工完成后利用千斤頂將框架運輸至現場，后使用一次性頂入法將框架橋頂入路基中，為后續框架橋的施工提供有力條件。若框架下穿股道數量較多，且箱體長度、重量等相關參數在施工時存在一定難度，這種情況下可以在線路加固施工完成后使用中繼間分段頂入法進行頂進施工。但該方法在應用時中繼間會受到箱體推進作用的影響，出現后縮等情況，所以為了確保頂進施工的順利進行，應根據道路施工現場的實際情況和要求合理設計施工方案和布置方式。

2.2 開挖面沉降控制

道路掘進開挖面沉降主要通過土壓控制、出土量、掘進參數調整進行控制，保持開挖面土壓平衡、對土倉壓力進行實時監測，對土壓設定進行試驗；根據開挖面土壓平衡、控制出土量；對總推力、推進速度、刀盤扭矩、千斤頂壓力進行監測并分析其隨地層條件變化的規律。

2.3 自動化監測

由于鐵路線路運營時間所限，運營線路空窗期較短，為保證監測數據的連續、準確，本次監測工程擬采用靜力水準自動化監測系統對隴海線軌道沉降進行監測。整個監測系統由壓差式靜力水準儀、數據采集裝置、數據通訊系統、中心信號接收及處理裝置、服務器及計算機軟件系統組成。系統建立開放的數據接口，通過GPRS 及寬帶走公用互聯網接入來實現遠程實時查看。系統通過有線電纜進行數據收集，然后通過無線GPRS 發射裝置發送到監測中心服務器上，經處理后，直接輸出監測物理量，并利用網絡進行數據傳輸[2]。

2.4 控制路基和框架橋涵不均勻沉降的方法

在某線下穿道路之前，通常將補償注漿孔打設在道路施工所影響的路基下方。將袖閥管提前預埋好，便于在施工尾期為地表補償注漿，在路基坡腳地面將7 排間距為1.2m 注漿孔設置其中，而注漿的管長大約在16-30m，布置形狀為梅花形。

（1）預加固道路后再下穿。將注漿管埋在路基段地面上做第一組注漿，而全部注漿管與啟動的注漿管比例為設置為20:1，注漿壓力應＜0.3MPa，此外，應將8 根袖閥管分別分布在注漿路基的兩側。

（2）加固范圍。在路基段下方的地層上進行適當加固，并選取（0.3-0.5）MPa 注漿壓力，其深度控制在5m；而沿鐵路方向且分布在橋涵南側25m 長度的范圍則是平面注漿加固范圍，為了降低鐵路受到道路穿越的影響，應將路基的沉降量控制好。

（3）過程中跟蹤注漿。在道路進行施工作業時，從某鐵路至掌子面的距離縮短為80m 始，到穿越完成道路為止，監測顯示，注漿管在路基沉至3.6mm 時便會啟用一半，另外，監測結果對注漿管的啟動數量還會進一步進行確定。

（4）作業及檢查標準。通常用壓力來衡量每一步注漿作業是否結束，而（0.3-0.5）MPa 便是擬定的注漿終壓力。在注漿進程中調整以及控制壓力的依據為實時的監測結果。單段注漿壓力與需求相符后便會自動停止，轉而開始下一段注漿，采用路基監測值作為判斷整體注漿作業結束的依據，當不再沉降且變形相對穩定后便會停止作業[3]。

3 結語

綜上所述，道路下穿既有鐵路工程所涉及的內容較多，且不同的施工環境下所對應的施工要求和施工難度也不同。想要提高各類施工關鍵技術的應用水平，保障道路下穿既有鐵路工程的施工安全與質量，需要施工人員能夠明確施工要求，考慮既有鐵路的運行安全，做好道路建設相關基礎性工程施工工作，并結合道路工程的實際情況和施工目標合理選取施工關鍵技術。這樣才能在順利開展下穿道路工程施工工作的同時保障既有鐵路的運行安全。