高速公路下穿铁路工程施工关键技术研究

文/陈鹏

1 前言

当前，道路网络四通八达，道路交叉现象随处可见。但是，在实际开展交叉工程建设的过程中，安全以及运营方面仍存在一些问题。高速公路下穿铁路工程的建设具有较强的复杂性，其会对铁路的运营安全造成不利影响。另外，在整个施工过程中还存在公路箱涵顶进的环节，其会对铁路以及列车造成影响，并且列车运行过程中穿过该路段也同样会对公路箱涵顶进施工造成相应的影响，所以两者有着较为密切的相互影响关系。为了能够有效地保持两者的平衡，就需要对施工开展过程中施工技术的应用方面给予足够的重视[1]。

2 高速公路下穿铁路施工关键技术研究的意义

高速公路下穿铁路工程的建设对顶推工艺的应用较为广泛，在既有线路的前提下应用箱涵顶进技术，不但在铁路路基方面会造成不利影响之外，还会一定程度降低列车的速度。实际情况中施工过程中存在需要关注的重点以及难点问题，比如：路面积水、路基变形以及基坑降水等，对于这些问题的解决迫在眉睫，因此施工单位除了需要加强对施工技术的优化和完善之外，在实际开展施工之前也要做好预先的准备工作。

我国交通建设经过长期以来的发展，所应用的技术也一直在不断地优化和完善，虽然一些技术相对来说已经较为成熟，但是在实际施工开展过程中的应用仍然会存在一些问题，例如：土体的扰动以及路基变形等，因此施工单位还是需要对各方面的问题开展更为深入的探索[2]。

3 高速公路下穿铁路施工中出现的关键性难题

3.1 箱涵顶进导致铁路路基变形

在实际开展高速公路下穿铁路工程施工过程中，由于箱涵顶进而使得铁路路基发生变形问题是整个工程开展过程中的一大难题，箱涵下穿顶进技术的开展主要建立于岩土体的内部，周围环境以及其他方面的因素会对其造成相应的影响，无论是应用怎样先进有效的施工设备来开展施工都不能够完全避免对岩体造成的扰动以及破坏本有的平衡。

在实际开展箱涵下穿顶进铁路路基施工过程中，如果路基发生了一定程度的变形，那么就很容易使得铁路的铁轨发生沉降的现象，从而导致严重事故产生，另外一种情况还有可能是在顶进期间因为受力不够均匀导致箱涵顶偏的情况发生。总的来说，在实际开展施工的过程中对于即将要发生的各方面问题是不可预知的，所以为了最大程度减少施工过程中出现问题，施工单位需尽量降低铁路路基发生变形的概率，以此有效保障铁路线的安全。此外，在实际开展高速公路下穿铁路工程建设施工的过程中，箱涵顶进是一个具有充分技术性的难题，此过程不管是开挖工作还是开挖土方都同样会对铁路路基造成一定程度的影响。

3.2 列车动载造成铁路路基变形

在既有铁路的前提下开展施工一定会对铁路路基方面造成或多或少的影响，特别是在有列车通过期间。施工的开展不管是对铁路轨道还是列车运行的速度都会造成直接性影响，所以施工单位需要进行更为深入的探索，同时采取合理有效的措施手段，以实现对铁路轨道的加固。在保证铁路能够正常运行且施工不会受到任何影响的前提下，经济效益怎样能够得到大幅度地提高是施工单位需要重点开展研究的关键性技术[3]。

3.3 施工降水导致铁路路基变形

在实际开展高速公路下穿铁路工程施工的过程中，应用较为广泛的一种施工方法为箱涵下穿顶推。对于此项技术的应用，施工单位需要开展相应的基坑开挖工作，严格控制基坑开挖的深度，使其能够低于地下水位。特别是在地下水位比较高的位置开展施工，由于相关因素的影响会使得基坑中积水，这些积水如果不能够在短时间内给予清除，那么除了会对基坑的稳定性造成影响外，工程的顺利开展也会因此受到限制[4]。

4 高速公路下穿铁路的施工关键技术

铁路路基所发生的变形问题是实际开展高速公路下穿铁路施工过程中非常重要的一个技术性难题，另外就是运营期间下穿涵路面积水的问题，它给工程建设的开展带来一定的风险。

4.1 箱涵下穿顶进施工的措施

对于箱涵下穿顶进工程来说，工作坑的开挖是其中非常重要的一项内容。此项工作的开展主要是由箱涵下面滑板的尺寸所决定的，为了能够为施工开展安全方面的问题提供有效保障，施工单位需要最大程度降低挖土量，同时还需要降低修筑箱涵两侧引道的填土量。

在实际开展铁路路基开挖的过程中，若施工现场不够宽阔，则需要在工作坑的两侧设置相应的支护墙，可以共同开展工作坑开挖以及后备修筑施工。在进行后备修筑施工时，首先需要做的工作是打下钢板桩，这样不但能够有效节约挖填土，还能够为钢板桩的安全方面提供保障。

4.2 箱涵顶进的步长控制

在实际开展箱涵顶进施工的过程中，对于顶进步长计算工作需要将模型作为主要依据，在仔细计算后能够了解到，如果实际采用的步长控制在2m 的范围内，那么铁路线路所发生的沉降就会表现出较为平缓的状态，并且不会发生大幅度的沉降，对铁路的正常运营也不会造成过多的影响；但是如果实际所采用的步长大于2m，那么就很容易导致部分的轨道发生变形，所以在箱涵步长的顶进控制应尽量在2m 的范围内，这样不管是对工程项目的施工还是铁路的成长运营来说都是有利的。

4.3 铁路线路加固

实际施工中能够实现铁路线路加固的方式有很多，一般对组合架空法的应用较为广泛。在开展线路架空施工的过程中一般都会应用便梁法，通过应用高强度组件实现线路架空接头的固定。对便梁接头采取纵向设置的方式，同时加固便梁两端，应用钢筋混凝土使支点和便梁能够有效连接在一起；另外，还需要设置相应的挖孔桩，如果施工的进度到达了箱顶，则应进行支点的拆除工作，控制好箱顶和便梁之间产生的摩擦力，在其之间可以设置相应的减摩擦组件。此外，在开展顶进施工的过程中要控制好衡梁所放置的位置，保证其位置的合理性，从而避免较为严重的沉降坡度产生。

5 箱涵下穿顶进过程的现场监测

5.1 现场监测工作的重要性

对于线路施工开展现场来说，监测工作能够在其中发挥非常重要的作用。在特殊情况下需要进行施工中岩土体状态的分析工作，并使其能够以量化的形式更好地变现出来。施工现场监测指标主要的监测内容就是铁路线路周围环境各方面的数据，在有效监测这些指标后，不但能够了解到施工现场地下施工的安全方面问题，还能够将监测结果作为依据来开展勘察以及施工过程中所存在误差的评估工作，如果相应的指标和预估指标之间存在较大的差异，那么在实际开展施工过程中就会很容易发生问题。另外，监测工作有利于开展设计阶段方案合理性的验证，通过监测指标来有效预测后续施工各方面的问题，从而制定具有针对性的应对措施，整体上提高了工程方案的可靠性。

5.2 现场监测的内容

实际中所开展的线路施工现场的监测内容主要如下：线路坡度、沉降量、地下水位压力、地下设施的位移、钢板桩所承受的压力等。通常情况下所展开的施工现场监测工作要与施工同步，在施工现场收集各方面的数据信息，并且将其及时传输于施工中心。

孔隙水压力的观测。对于孔隙水压力观测结果的获取可以在对孔隙水压力值程度以及消长速度测量之后经过相应的计算得到。在实际开展箱涵顶进施工的过程中，通过孔隙水压力值便能够有效判断出工作坑土体此时的状态，并对其滑土情况所产生的概率进行分析。

基坑边坡稳定性的监测。对于工程项目施工现场监测工作来说，基坑边坡稳定性的监测是其中非常关键的一项监测内容，如果在实际开展施工的过程中突发暴雨或者是发生了其他的意外情况，则需要在第一时间开展基层边坡稳定性的监测工作，实时监测地下水位所发生的变化，最大程度避免滑土情况。

6 结语

综上所述，在实际开展高速公路下穿铁路工程项目施工过程中，施工单位需要在保证高速公路施工安全的基础上，最大程度减少施工对铁路正常运营所造成的不利影响。高速公路下穿铁路施工开展的过程中存在一定的安全风险，因此后续相关施工单位还需要对此方面问题予以高度重视，并不断进行更为深入的探索以及研究。