道路施工职称论文发表范文有线施工技术控制

　　摘 要：文章以水钢隧道工程下穿铁路既有线为例，对D型便梁布置进行分析计算，结果表明线路加固方案是安全可靠的;大管棚施工、双侧壁导坑法施工中的关键环节提出相应的技术措施，为既有铁路线下隧道施工组织，加强施工技术控制，有效降低施工风险，确保既有线行车安全和隧道施工安全，提供一定的参考。

　　关键词：隧道,铁路既有线加固,大管棚,双侧壁导坑法,施工技术

　　1 工程概况

　　水钢隧道位于贵州省六盘水市，为单向双洞隧道，隧道限界净宽10.5m，左右路线设计线间距18m，既有沪昆铁路线从隧道进口上方通过，与公路隧道夹角为65°，铁路轨面至隧道设计公路路面高差约16.55m，下穿段开挖拱顶高程与既有线路轨面高程差为8.4m。铁路左测为块石砌成的护坡，稳定性较好，右侧边坡地形陡峭，为基岩裸露边坡。下穿既有线段地质条件较差，围岩软弱且埋深浅，节理发育且整体性差，自稳能力差，同时受运营列车振动影响，造成洞身开挖后围岩稳定性更差，为此，必须采取稳妥的施工方法严格控制地表沉降，确保既有铁路运营安全。

　　2 总体施工方案

　　为确保铁路行车安全和隧道施工安全，既有铁路线右侧高边坡安设被动防护网，左侧边坡钢花管注浆加固， D型便梁加固铁路既有线后(隧道与加固线路关系见图1)，进行大管棚超前支护，采用双侧壁导坑法钻爆施工，初支采用钢支撑、锚杆，挂网喷砼联合支护。下穿段衬砌砼达到设计强度后，恢复既有线原样。

　　3 既有线加固施工技术

　　3.1既有线路左侧边坡边固防护

　　3.1.1既有线铁路坡面采用Φ42钢花管注浆加固，间距1m×1m，梅花型布置，长度伸入灰岩2m。

　　3.1.2由于下穿铁路既有线为块石高边坡，人工填筑层较厚，在加固地段两侧从下至上进行钻孔注浆，间距0.5m ，以在加固段形成止浆墙体。在边坡段可采用两次造孔注浆，一次为造壳注浆，一次为挤密注浆，从下至上进行施工，确保注浆效果。

　　3.2 D型便梁施工技术

　　进口段下穿既有线采用1孔24米D型便梁对既有线进行加固，逐洞施工，先右洞后左洞，待右侧隧洞施工完毕后，将D型便梁移至左洞上方既有线，进行加固后，再施工左洞。两端各设2根1.25m×2m挖孔桩，中间设两根3m×2m的挖孔桩， C30混凝土，作为便梁基座。

　　3.2.1便梁的布置

　　(1)D型便梁单跨总长24.50m，设计最大支点距离24.12m，主要由2道钢纵梁、37根钢枕、148块节点板、钢轨扣件和相应数量的其他配件组成。

　　(2)单线曲线段采用施工便梁加固线路时，要特别注意两点，一是线半径，二是外轨超高值;多线铁路还需要考虑线间距。

　　(3)本工程便梁位于缓和曲线直缓段，既有线技术参数为：曲线半径为710mm，HY点桩号ZK2245+864.80，ZH点桩号为2246+034.65，D型便梁位于ZK2245+881～ZK2245+929段。便梁段外轨超高61～39mm，按照D24低高度施工便梁设置表，便梁布置形式选择丁式，其参数表如下：

　　线路情况曲线半径布置形式纵梁位置轨底至梁底梁顶至轨面

　　单线曲线R≥400m丁式最低位825mm299mm

　　(4)外轨超高设置，按公式计算为h=11.8v2/R进行计算，在行车速度为45km/h时，圆曲线段外轨超高为34mm，便梁段外轨计算超高应为31～26～21mm，而原外轨超高为61～50～39mm，为避免线路过大改动，外轨超高值均设置为50mm，过超高值最大为29mm，未超过铁路轨道设计规范规定的过超高允许值。超高的设置通过在基座上设置横坡来实现。

　　(5)便梁定位线在曲线段采用平分中矢进行布置，按铁路曲线正矢设置计算方法算得圆曲线段24.5m弦长的正矢F=1000C2/8R，其中C为弦长，R为圆曲线半径，代入得F=106mm，便梁架设位于缓和曲线段，第一、二片梁中心处线路正矢计算值分别为E1=87mm、E2=71mm，实测值分别为80mm、65mm，设计按便梁定位线按矢值E=E1=E2=120mm平分中矢布置，如图2所示。

　　(6)验算便梁是否超铁路建筑限界。梁顶至轨面高度为299mm，从铁路建限-1的直线建筑接近限界图中查得相应横向限界值A为1725mm。

　　曲线内侧加宽W内=40500/R+H*h/1500=40500/710+299*50/1500=67mm

　　曲线外侧加宽W外=44000/R=44000/710=62mm

　　便梁定位线支墩纵梁中心线的距离b、c：

　　内侧b=A+E1/2+d/2+ W内=1725+120/2+480/2+67=2092mm

　　外侧c=A+E1/2+d/2+ W外=1725+120/2+480/2+62=2087mm

　　便梁定位线至两片纵梁中心距离之和不能超出便梁本身尺寸限制，即须满足

　　b+c+50≤B，50为便梁构件及施工误差，单位为mm。

　　b+c+50=2092+2087+50=4229≤B=4460，满足建筑限界要求。

　　3.2.2 吊扣轨加固线路轨道

　　在进行基座开挖前，在基座处靠近既有线旁，采用吊扣轨的方法，加固线路轨道。吊轨的轨道用P43钢轨，每3根钢轨作为一束，一扣两顺摆放在既有道床两端混凝土枕端头上，然后采用U型螺栓和扁担型箍条将砼枕与轨束连接紧固，使开挖地段的轨排段形成一个整体，起到对线路轨道加固作用。吊轨以基座开挖线为中线两边对称布置钢轨。如图3所示

　　吊轨安装过程中，应做好充分准备，防护到位，请点施工，安装要求钢轨密贴枕面，紧箍件安装整齐规则。在挖孔桩施工完毕混凝土有一定强度后拆除吊轨梁。

　　3.2.3挖孔桩施工

　　(1)挖孔桩施工，要在严格的安全防护条件下，做好轨道的沉降观测，夏季施工时做好轨温监测，采取有效的降温措施，防止涨轨跑道，给列车安全运行带来威胁，在列车运行的间隙进行施工作业，采用风镐进行人工开挖。开挖分两批次完成， 1#、4#、5# 基座施工完毕后进行2#、3#、6#基座施工。

　　(2)孔口靠铁路线一侧首先应采用木板防护，挡好道碴，做好锁口，高出路肩20cm，防止周围土石落入孔内，但不得侵入铁路建筑限界。开孔后，第一节混凝土护壁一定要及时浇筑混凝土，否则用砂石袋填满桩孔，以防不测。灌注第一节护壁在桩口0.5m高度范围内,壁厚应超过设计厚度，以下壁厚为10cm，顶面要平整。

　　(3)第一节桩孔成孔以后在桩孔上口架设垂直运输支架，以电动葫芦作为提升设备，要求搭设稳定、牢固，避免倾倒侵入铁路限界。

　　(4)开挖桩孔要从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效的控制开挖桩孔的截面尺寸，每节的深度由土质情况和操作条件来决定，不得大于1.0m。挖出的土石用吊桶直接提升到井口，出碴装袋运走。

　　(5)护壁模板采用拆上节、支下节重复周转使用，支护模板时同一平面偏差不能大于50mm。每节开挖要在上节护壁混凝土终凝后进行，护壁砼采取现场拌制，严格按照配合比拌制混凝土，利用手动葫芦提升料斗。为保证开挖安全应逐段灌注混凝土护壁，上下两节护壁搭接不小于50mm，严禁挖孔隔日浇筑混凝土，同时避免在土石层变化处分节。挖孔深度必须深入基岩2m。

　　(6)基座孔开挖到设计要求位置，做承载力试验，并做基底钎探，查明基底5m深地质状况，确保桩基安全可靠。经检查合格后进行钢筋制安，由于既有线路上方为接触网，成品钢筋骨架过长，影响行车及人员安全，主筋采用孔内套管连接，箍筋孔内绑扎作业。

　　(7)桩身混凝土采用C30混凝土，采用混凝土输送泵配串筒灌注，落差不大于2m，振捣密实，混凝土必须一次连续灌注完毕。浇筑完毕时清除桩顶浮浆，按设计预留坡度，并在便梁安装位置外侧安插钢轨桩作为便梁的横向限位，防止行车时便梁外移。做好混凝土养护，防止混凝土发生收缩或干裂。

　　3.2.4补充注浆

　　由开挖揭示的地质特征和边坡加固时的注浆效果，铁路既有线路基回填砂类土层厚，土体松散，各桩为便梁的支撑点，特别是3#、4#桩，为便梁主要支撑点，且离开挖面最近，为增强桩基承载力和稳定性，根据开挖情况，对局部注效效果较差的挖孔桩附近4m范围内边坡再次采用钢花管进行补充注浆，亦可在桩基开挖过程中，预埋Φ42钢花管，在开挖完成后注浆，以达到加固桩周土体和开挖影响区土体目的。

　　3.2.5便梁安装拆卸和检查维护

　　便梁安装拆卸和检查养护严格按照D型便梁使用说明书、铁路工务规则、设计要求执行，加强施工前的培训，加强施工过程中的组织指挥和通车前的安全检查，同时在使用过程中加强检查和维护，确保万无一失。

　　4 下穿既有线段隧道施工

　　在D型便梁施工完毕后，先下穿该侧隧道，二衬浇注完毕后，再转移D型便梁施工另一侧。采用超前大管棚支护，双侧壁导坑法进行施工。隧道拱部穿越地质条件为人工回填土夹石高边坡，孔隙比大，边坡已经过钢花管注浆加固，要求路基填方土体通过注浆加固达到密实紧固，以便造孔作业。

　　4.1管棚施工

　　大管棚超前支护对控制地表沉降起到关键作用，对防止隧道塌方十分有效，是目前通过浅埋不良地质段的常用施工方法。

　　4.1.1导向墙施工

　　施工工序：测量放线，导向墙基础施工，开挖导向墙基础，因隧洞进口开挖体为土体，可在开挖线外侧插打工字钢桩，一方面支撑导向墙基础，另一方面可作为开挖时的预支撑，防止隧洞开挖后侧壁土体坍塌。浇筑基础混凝土，埋设安装导拱的预埋件，在预拼好的工字钢上按设置角度焊接导向管，安装调整带导向管的工字钢架，搭设脚手架，立模板浇筑导向墙。导向墙的作用是保证大管棚施工精度，钻进时始终保持同一钻进角度和方向，使得管棚落在同一个环面上,通过注浆加固地层，形成有效的承载拱。导向管的角度，需考虑钻杆的下垂，隧道纵坡，防止钻孔侵入隧道开挖面，导向管轴线与纵坡仰角设置为2°，导向管在径向上离墙内侧0.3m，外侧0.7米。墙长1米。

　　4.1.2管棚布置

　　为确保线路安全，设计采用在拱部120°范围内设置Φ159 大管棚超前预支护从进口端一侧进行施工，长度为35m，穿越铁路路基和右侧挡墙进入覆盖层较深的基岩3m。管棚环向间距为0.4m。合理设置各孔每段进管的长度，保证同一断面处的接头数不大于50%，相邻钢管接头错开不少于1米。

　　4.1.3管棚施工顺序

　　管棚施工先从右洞两侧开始向拱部中央进行，隔两孔钻一孔的作业顺序，钻成一孔，及时下管注浆，避免塌孔和路基下沉，一孔结束后再施工下一孔。

　　4.1.4钻孔和下管

　　(1)搭设钻孔平台，钻孔前用木板调整钻机位置，先轻压慢速钻进，以保证开孔质量，钻进中用测斜仪测量钻孔方向，及时纠正偏差。

　　(2)为确保隧道拱部围岩的稳定要对大管棚进行注浆处理，同时为提高导管的抗弯能力 ，可在管棚内增设钢筋笼。为使浆液充分渗透，管棚采用花管，在钢管上钻孔径为15mm 的注浆孔孔眼排列呈梅花形布置间距为15cm ×15cm，每根管棚在最后一节时在钢管上要预留1.5m长不钻注浆孔以起到止浆作用。

　　(3)钢管节间采用焊接连接，钢管连接端头开4 个2cm ×5cm 的槽口，内套Φ140，L= 40cm 长的钢管，将开口处焊平。

　　(4)钢管的顶进，可以使用挖掘机顶进，或利用钻机自身的收缩进行顶管，遇到顶进困难时，亦可以采用手动葫芦固定于护拱上辅助顶进。

　　4.1.5注浆加固处理

　　封闭孔口，预留注浆口，注浆应通过试验选择水灰比和注浆压力，本工程采用水泥单浆液，水灰比0.5∶1，注浆压力0.5 ～1Mpa，不间断注浆，在注浆过程中严格控制注浆压力并加强对地表沉降监测。

　　4.2隧道开挖支护

　　4.2.1该段隧道开挖在大管棚的预支护下进行，采用双侧壁导坑工法进行施工，各个分部施工依次滞后3～5m。

　　4.2.2双侧壁导坑法施工见工序横断面图5

　　(1)利用上一循环施作的钢架施做导坑中侧壁超前水平锚杆，弱爆破开挖①部，喷8cm厚混凝土封闭掌子面，施作 ①部导坑周边的初期支护和临时支护，初喷4cm厚混凝土后，架立I20b钢架和I18临时钢架，设锁脚锚杆，安设I18横撑，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

　　(2)用同样的工序和方法依次开挖②③④部。

　　(3)在滞后②部一段距离后，弱爆破开挖⑤部，隧底周边部分初喷4cm厚混凝土，接长I20b钢架和I18临时钢架，复喷混凝土至设计厚度，浇筑该处边墙基础，填充部分隧底、仰拱。

　　(4)在滞后④部一段距离后，弱爆破开挖⑥部，工序和方法同(3)。

　　(5)开挖⑦部，喷8cm喷混凝土封闭掌子面。相继滞后一段距离后，分别开挖⑧⑨。

　　(6)开挖⑩部，导坑底部初喷4cm厚混凝土，安设I20b使钢架封闭成环，复喷至设计厚度。拆除两侧壁I18临时钢架最下一个单元，进行剩余部分仰拱灌注、隧底填充。

　　4.2.3施工注意事项

　　(1)施工时严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测、控沉降”的原则。

　　(2)弱爆破开挖或人工开挖，每次进尺0.6m，严格控制装药量。

　　(3)工序变化处钢架应设锁脚锚杆，以确保钢架基础稳定。

　　(4)导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。

　　(5)钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。

　　(6)施工时及时掌握开挖反映的地质状况，若填方土体仍未有良好固结，在拱部120°范围加打Φ42超前小导管，间距为40cm，注浆加固后方可继续向前开挖。

　　4.3衬砌与回填灌浆

　　4.3.1根据监控量测的结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时钢架，铺设防水层和排水盲管，制作安装钢筋，利用衬砌模板台车一次性浇筑边墙和拱部混凝土。

　　4.3.2为防止二次衬砌与防水层之间形成空隙，二衬时沿拱顶预留注浆孔，间距5m，在下穿段施工完成前拱顶灌浆充填空隙。

　　5 监控量测

　　为确保行车安全和铁路线的正常运营，必须严格控制隧道开挖引起的线路沉降，在线路股道中间和便梁支墩上布置沉降测点，进行跟踪监测，并根据监测结果实时调整开挖进尺和支护参数。

　　6 结语

　　(1)采用D型便梁加固既有线路，并对D型便梁的架设应满足的条件进行了分析，科学合理地确定了相关技术参数，施工过程中，便梁起到了很好的加固效果，确保了既有线路上的列车运行和隧道施工安全。采用逐孔施工，减少了D型便梁的架设工程量，取得了较好的经济效益，同时减小了中间基桩的受力，进一步降低了安全风险。

　　(2)采用吊轨梁等技术措施减小了基坑开挖对既有线路行车的影响。

　　(3)充分利用注浆加固施工方法，通过边坡造壳注浆，二次造孔挤密注浆等办法解决填方路基土体散导致塌孔现象发生。

　　(4)合理的管棚施工工艺对保证管棚施工正常进行，确保在管棚周围形成具有一定强度和厚度的承载拱，起到了重要作用。

　　(5)施工结果表明既有线路加固方案和隧道施工总体顺序安排是合理的，在长大管棚与钢支撑和喷锚联合支护下，围岩可以承受全部荷载，证明了所采用的工程措施和施工参数具有足够的安全度。

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