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摘要:随着社会经济的发展,我国的铁路发展非常迅速,路网规划日渐完善,路网密度不断增加。路网的纵横交错,使得后施工的铁路有时候不可避免地要从既有公路或地铁的桥孔下面通过。尽管隧道施工近年来取得了很大的进步,但不管采用哪一种施工方法,在隧道的掘进过程中难免会引起周围土体的变形和移动,从而影响到邻近桥基和桥梁结构的稳定及安全。隧道下穿铁路桥梁结构的安全影响和施工的应对措施,已经成为铁路工程中急需解决的难题之一。因此对地铁隧道下穿铁路桥梁施工技术进行探讨是非常重要的。
关键词:地铁隧道;下穿铁路桥梁;施工技术
1地铁隧道下穿铁路桥梁施工方案设计
按照专家的设计方案规划,将整个地铁施工中的阶段性规划总结如下:(1)考虑到地铁隧道下穿铁路桥梁施工的难度较大,因此在施工设计中,将方案选定为盾构机施工,同时针对地铁施工进行了详细的部署规划,通过规划确定了全线设计中的车站设计及线路的时速设计等;(2)由于施工中存在的影响因素较多,所以经过专家的考虑和建议,应对施工技术进行合理的选择,通过良好的支撑技术,进行施工中的土层挖掘,经过挖掘之后,将土层在支撑的作用下进行固定;(3)考虑到地铁隧道施工的特殊性,决定在施工中采用孔桩灌注法,即通过孔桩灌注形式,将管桩的长度设定在8-10m,同时管桩之间的支撑距离控制为1.3m。经过一系列的设计规划,最终完成方案设计。
2地铁隧道下穿铁路桥梁施工技术分析
2.1超前支护技术
在对地铁隧道下穿成功大道的施工技术使用中,地铁隧道的超前支护技术是重要的前期施工技术。对于超前支护技术的使用,首先要对隧道的全断面进行注浆加固,在进行地铁隧道的开挖中,肯定对隧道周围的岩层造成一定的损坏和影响,因此,采用全断面的注浆加固方法可以有效的改善开挖过程中的岩土物理特性,强化周围岩层的稳定能力,保证施工过程的安全稳定性。在进行全断面注浆加固时,一般采用Φ108PVC管,对于孔口管要埋设牢固,从而发挥其良好的止浆效果。在注浆的选择上主要采用的是水泥浆液,水泥选择采用42.5级的普通硅酸盐水泥,水灰比为1∶1,注浆的过程中,压力控制在0.5-1.5MPa,采用前进式注浆或者混合式注浆的方法。注浆完成后,对注浆的效果进行检测,主要是通过对开挖范围内采取打孔进行检查,检查孔吸水量要在1.0L/min×m的范围内,才符合注浆的要求,如果检查孔检查注浆效果不合格,就要采取补充注浆的措施,直到达到注浆效果为止,在达到注浆效果后需要用水泥砂浆有效封堵检查孔,进而进行隧道开挖。
2.2隧道开挖技术
隧道开挖是地铁隧道施工中的重点,因此也要有合理科学的隧道开挖技术进行施工,在这里的隧道开挖技术主要是采用喷射混凝土的方法临时封闭开挖掌子面辅助施工的措施,同时采用环形导坑预留核心土法进行施工,在上台阶处设置临时的仰拱,控制隧道周围的收敛,如果上台阶处的基础地基的承载不强的话,要对地基进行注浆加固,来保证它的稳定性。在施工的过程中,要严格按照一定的施工原则来进行,在开挖中要注意端开挖的方式,增加循环短开挖的次数,循环进尺也要严格控制,减少开挖过程对岩层环境的影响,也降低超前支护承载的跨度,保证岩层的稳定性。不仅要做好超前支护,还要根据实际的开展进展做好一定的强支护,另外,还要对施工过程中的具体情况进行勘测,对地表沉降、轨道的高度差、路基沉降、拱顶下沉及水平收敛等都要进行施工监控,从而保证施工环境的安全性。
2.3初期支护技术
在地铁隧道施工过程中,初期支护发挥着重要的作用。初期的支护类型主要包括钢架安装、砂浆锚杆施工及网喷混凝土施工等。钢架安装中一定要保证其安装地点的地基符合要求,钢架基脚的地方要预留一定的原岩空间,以便架立钢架挖槽就位,在钢架的安装中要保证钢架的平面垂直于隧道的中线,其倾斜度和安装偏差要在合格的范围内;对于砂浆锚杆施工来说,首先要对注浆的设备进行检查,保证设备的合格性,对砂浆锚杆按设计的要求标准截取,测量放线,并用红油漆标注出钻孔位置,然后再进行注浆和插锚杆工作,砂浆要搅拌均匀,保证使用过程中随时使用。在进行搅拌过程中,按照一定的配合比来进行,对于一次拌合的浆液要在初凝前用完,在注浆的过程中为了避免浆液发生沉淀,要不断的进行搅拌,在注浆前针对注浆泵的情况进行了解和分析,保证其正常运行;对于网喷混凝土施工来说,主要包括钢筋网片施工以及喷射混凝土施工,在钢筋网片施工中,要按设计要求初喷后铺设第一层钢筋网,第二层钢筋在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设,铺设应平整,在喷射混凝土施工中,喷射作业是主要的部分,按照分段、分片、自下而上的原则依次进行,先对钢筋格栅以及壁面间喷射混凝土,然后对两侧钢筋格栅进行喷射混凝土。
2.4二次衬砌技术
二次衬砌技术主要是针对隧道施工中初期支护而采取的模筑混凝土衬砌或者钢筋混凝土衬砌,与初期支护共同形成一种复合型的衬砌结构,达到加固支护、优化施工路线以及设置检测照明等作用。二次衬砌主要针对仰拱和拱墙的整体进行衬砌,在进行仰拱前,清除和打扫仰拱位置的隧道杂物和土渣,在超挖的部分进行同级的混凝土回填措施。对于混凝土的整体浇筑衬砌要一次性成型,在仰拱进行完混凝土的浇筑后再进行混凝土的填充,同时填充混凝土的强度也要达到一定的标准要求,在进行拱墙衬砌的时候一般采用的是全液压自行式整体衬砌台车进行施工。
2.5回填注浆技术
在进行完二次衬砌之后,需要对二次衬砌的混凝土的周边或者背部进行回填注浆,主要是对混凝土浇筑过程中未能浇实的地方或留有空隙的地方进行注浆,注浆可以将一二次混凝土结构形成一定的整体,同时还能加固和稳定土体,避免混凝土的泄漏,在回填注浆的过程中,从较低一端向较高一端进行,先灌注高程较低孔,再灌注高程较高孔的顺序进行注浆,在回填注浆完成后,先关闭孔口闸阀再停灌浆泵,采用膨胀水泥对注浆孔进行密实封堵。
2.6台阶法施王技术
当对下穿段路桥面进行施工的时候,一般情况下会采取三种断面的形式:第一种情况是“J”形断面的施工,一般情况下,需要通过管棚工作室和格栅来进行联合施工操作来实施。第二种开挖断面情况是“I”形,需要采“K”形断面来进行施工,主要使用的方法是台阶法。在进行断面开挖的过程中,环形开挖需要在得到支护施工完后,在预留的核心土上先挖出上部的弧形导坑,并积极加强整个初期的支护,然后进行错位开挖工作,主要是断面左侧和右侧,同时还需要进行一定的边墙支护工作。在施工的时候要注意下面几点。(1)上台阶开挖核心土的预留。在进行开挖工作的过程中,一般情况下需要使用人工风镐来进行开挖,要注意控制开挖的尺度,避免出现反坡造成塌方事故,另外在拱角处需要进行20cm土层的预留,并采取人工开挖的方式,防止因拱角原状土出现一定的破坏,而造成承载力不足引起下陷的情况。(2)上台阶支护技术。在开挖工作完成后要马上进行格栅的设置,相邻的钢架间一般情况下需要通过准22钢筋的使用进行连接的工作。环向间距需要保持在100cm的范围左右。在进行钢筋网布设工作过程中,需要伴随整个初喷混凝土的走势情况让钢筋网进行定型操作,一般情况下,钢筋网需要通过准6.5的钢筋来制作完成。另外,还需要注意的是钢筋网格要符合15cm的标准。钢筋网要根据设计要求通过定性处理的方式来进行科学合理的操作,每片钢筋网的面积一般情况下要大于1m2,与此同时,要为相互进行搭接操作而预留大约20cm的搭接面。(3)下台阶交错开挖支护技术。当整个上部台阶初期支护完成之后,就能够很好地进行下台阶和仰拱的开挖操作工作。首先需要做的事情是开挖一小部分,让格栅钢架和拱部钢筋得到保证,并可以进行一定程度的相互调正,然后需要进行的是通过螺栓来进行连接,这样可以使其更加牢固,当整个钢架支立的结构操作完成后,就能够连接钢筋网并进行喷射混凝土的工作。
3结语:在进行穿越既有线桥梁的地下隧道施工中,隧道的扰动会引起隧道周边的岩土发生沉降和变形,就算已经预先进行了土体支护,依然会因各种问题产生位移、沉降、变形等现象,这会对所传桥梁造成严重的破坏或工程事故,所以本文通过对既有桥梁的下穿技术进行介绍,望能为同行们在以后的施工中积累经验。
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