摘要：在以往公路与铁路工程相交时，多采用公路上跨或下穿铁路方式，中交太中银铁路工程梁家会隧道受地形和路线纵坡限制，采用暗挖和护拱盖挖相结合的方法，通过超前支护、施作护拱和路面钢筋混凝土搭板等技术手段浅埋穿越了施工中的离军高速公路。本文结合梁家会1#隧道的施工实例简单介绍铁路隧道浅埋下穿高速公路的施工技术。

关键词：铁路隧道下穿高速公路施工技术

前言

随着对隧道围岩与支护相互作用认识的逐步深入，各类开挖和支护方法得到了系统的研究与应用，特别是在浅埋、软弱地质条件下的开挖、支护施工技术也取得了突破性的进展，但在铁路隧道浅埋下穿高速公路这个特殊领域内，尚没有一套完整的施工工艺和措施，本文结合太中银铁路工程梁家会隧道浅埋下穿施工中的离军高速公路的施工实践对护拱盖挖与浅埋暗挖联合施工的工艺进行简单的阐述。

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保障铁路隧道浅埋下穿高速公路施工良好进行措施

2.1提高生产人员的综合素质

为了使铁路隧道与高速公路合理相交，工程负责人员需要提高生产人员的综合素质。工程管理人员需要加大培训力度，对生产人员进行定期的培训。培训教师可以向生产人员讲解施工过程中需要注意的事项，如建设支护装置时，需要预留相应的下沉空间，避免出现作业平台下沉的现象而影响实际的铁路施工。同时，工程管理人员需要积极引进社会上的先进人才，通过这种方式来实现生产人员整体素质的提升。在招聘期间，人力资源管理人员需要严格考察应聘人员的专业能力，如对公路路基开挖的尺寸一般需要控制在什么范围等知识进行考察。

2.2加强现场监督管理

除了对生产人员综合素质进行提升外，工程负责人员还需要加强铁路现场施工的监督管理。通过严格的监管来保证员工生产的规范性，实现生产技术的良好应用。在实践中，管理人员可以设立岗位责任制，对每个岗位责任和权限进行明确，从而保证各部门之间的协同工作。如针对开挖施工技术人员和超前支护人员进行相应的责任明确，仔细检查其施工容易出现差错的地方，避免工程变更情况的发生。

2.3充分利用网络信息技术

充分利用网络信息技术对铁路隧道下穿高速公路建设也具有良好的促进作用。在实际中，施工人员可以利用计算机网络模拟技术进行相应的工程建模，通过模型分析就可以对其中存在的问题进行相应的优化，同时也很好地避免了资源浪费。比如建设人员可以护拱设置所用到的123a工字钢进行相应的弯曲模拟，试验其合格性，从而保证地铁护拱设置的安装质量，实现地铁隧道良好下穿高速公路的建设目标。

3施工方案的实施及控制要点

3.1路基顶面临时搭板施工

临时搭板为C30钢筋混凝土结构，几何尺寸：长70m，宽6m，厚度40cm。钢筋布置情况：25主筋，上层间距40cm，下层间距20cm;16分布筋，上下层间距均为25cm。另外，为保证搭板的稳定，在搭板两端增设枕梁，梁高10m，宽12m，梁内设置25钢筋骨架，与临时搭板主筋牢固连接。临时钢筋混凝土搭板可以增加路基表面的刚度和整体性，保证暗挖作业人员和机械安全，确保高速公路正常施工和通行。

3.2暗挖段施工和控制要点

3.2.1超前支护施工

一般隧道施工中，仅在洞口施作大管棚，洞内即使设计了，多以小导管代替，考虑到浅埋实际情况，该隧道坚持采用了超前管棚方案。超前大管棚与钢拱架组合的棚架作用，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设置159大管棚，管棚长度18m（分节长度9m），环向间距3根/m，搭接长度3m。由于隧道覆盖层较薄，在管棚施工时严格控制钻孔外插角，一般控制在1～3。以防止穿顶。

为保证施工安全，在大管棚的两个钢管之间加设42超前小导管加强支护，并进行注浆加固地层。小导管采用42钢管（t-35mm），环向间距3根/m，外插角度5～8，2倍钢架间距设置超前小导管。在超前支护施工过程中要尽量少扰动土体，避免高速公路路基的坍塌，确保施工安全。

3.2.2开挖施工

为确保施工安全，上导坑（1、3部）的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距05m，下部（2、4部）的开挖依据上导开挖拱架间距控制。仰拱（5部）一次开挖长度依据监控量测结果、地质情况综合确定，一般不宜大于3m。

中间支护系统的拆除

中间支护系统的拆除时间应考虑其对后续工序的影响，通过围岩监控量测进行确定。当围岩变形达到设计允许的范围之内，并在严格考证拆除的安全性之后，方可拆除。同时要注意后续作业的及时跟进。

如围岩稳定条件满足设计要求，临时支撑可在仰拱混凝土浇筑前一次性拆除，一次拆除长度依据仰拱浇筑长度确定（一般为2～3m）。

中隔壁混凝土拆除时，要防止对初期支护系统形成大的振动和扰动。可采用风镐由上至下逐榀拆除钢支撑之间的喷射混凝土，以及临时支护与初期支护连接部位附着在钢架上的喷射混凝土，临时钢构件采用气焊烧断。

3.2.3初期支护

初期支护采用I22a工字钢钢架支撑+钢筋网+喷射混凝

土+系统锚杆组成的复合式初期支护。其中边墙采用L=4m的22mm的砂浆锚杆，拱架间距50cm，8钢筋网间距20cm*20cm，C25初支混凝土厚度为30cm，该段支护参数明显高于其它隧道同等级围岩参数，目的在于加强初期支护体系的支撑强度确保施工安全。

拱部钢架必须用纵向托梁32槽钢进行支垫以增加钢架底脚的承力面积，并设置42锁脚锚管（L=40m）将钢架两底脚牢固锁定，以防止钢架下沉或两底脚回收。必要时，下导开挖后仰拱施工前加设临时仰拱，避免初期支护收敛变形。

为了保证高速公路土体能够与初期支护紧密的结合在一起，避免因存在空洞现象而导致高速公路地表不沉，喷射混凝土施工必须选择合适的角度，尽量把钢架背后喷射密实，以免留下空隙或空洞，另外，在钢架旁边埋设注浆管，在初支砼达到一定的强度后注浆填充可能存在的空隙。

3.3明挖段施工和控制要点

3.3.1高速公路路基开挖

灌注桩顶面标高在隧道圆心下方16m处，桩顶面处开挖宽度（垂直隧道轴线方向）为1954m，按照105的坡比，根据埋深在高速公路路基放出开挖边线。开挖过程中注意预留核心土，以方便护拱的挂模施工，并为护拱混凝土浇筑提供必要的临时支撑点。每次开挖进尺控制为6～8m。

3.3.2修筑临时施工平台

根据设计施工资料数据，现场实际地形显示改DK186+315-350段压顶梁底面均在原地面之上，必须回填修筑临时施工平台才能进行桩基和压顶梁施工。修筑临时平台的土源来自高速公路路基挖方及本隧道暗洞段挖方，因为运距较短，可以相对加快修筑速度，也可以降低以上两部分弃方成本。

4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

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