杨宝乐
中铁四局集团有限公司工程建设分公司 陕西榆林市 719000
摘要：现阶段，我国的铁路工程建设越来越多，铁路建设的快速发展，使铁路桥梁工程路基隧道施工质量控制及其关键工序的研究成为铁路建设施工中的重要内容。深入探究了铁路桥梁路基隧道建设质量控制的具体内容，希望能对铁路桥梁工程路基隧道施工提供一些参考和帮助。
关键词：铁路桥梁工程；路基隧道施工；质量控制；关键工序
引言
随着城市轨道交通建设的快速发展，地铁区间隧道与铁路路基、桥梁交叉的现象越来越普遍，而铁路作为国家重要交通基础设施，是社会公共安全的重点领域，根据国家相关部门要求，地铁盾构隧道下穿铁路必须采取相应的安全措施，为此，大量学者和工程技术人员开始研究这一问题。
1轨道平顺性的控制要求
轨道平顺性的控制要求由《高速铁路无砟/有砟轨道线路维修规则》确定。铁路线路维修分为综合维修、经常保养和临时补修。1)综合维修是按周期有计划地对线路进行综合性修理。通过综合维修,改善轨道弹性,调整轨道几何尺寸,整修和更换设备零部件,以恢复线路完好的技术状态。2)经常保养是根据线路变化情况,在全年度和线路全长范围内,进行有计划有重点的养护,以保持线路质量经常处于均衡状态。3)临时补修主要是及时整修超过临时补修容许误差限度的轨道几何尺寸及其他不良处所,以保证行车平稳和安全。
2工程风险分析
盾构区间下穿铁路可能会对列车运行产生以下影响:(1)盾构区间下穿铁路路基或桥梁桩基施工时会引发土体沉降及地层损失，地层沉降会对列车运行产生显著影响。列车轨道是以轨枕为弹性支座的超静定连续梁，当盾构区间下穿导致铁路路基变形过大时，轨枕支撑面会随之下沉，轨道的超静定结构体系遭到破坏，轨道附加应力在列车的动荷载作用下逐步提高，以至可能导致轨道断裂发生脱轨事故。(2)盾构下穿铁路路基或桥梁桩基施工时可能导致两条轨道之间产生差异沉降，特别是当盾构掘进路线和铁路轴线之间的夹角较大时，同一条铁轨上两条轨道下的土体沉降量不同，会加大轨道之间的差异沉降，这些差异沉降与列车自振相结合，使得列车振幅增大，从而导致列车发生摇摆。
3风险估计目前常用的评判准则
（1）应力准则：隧道开挖引起应力卸荷和应力重分布，而新开挖隧道与既有隧道之间则容易形成应力集中。由于应力过大，超过了岩体本身的强度导致岩体开裂破坏。以应力状态判定工程风险情况，如安全系数法是岩土工程领域常见方法。（2）位移准则：位移与应变、应力密不可分，几何方程可以将位移与应变联系起来，而通过本构方程就可以将应变与应力转化。但是由于岩土领域岩体的本构关系不易确定，只知道应力应变的正相关性，那么位移作为岩体破坏、风险估计的因素就显得必要而合理了。相比应力准则，位移作为评判准备更加直观，故工程实践中常常将位移作为隧道安全判定因素。（3）塑性区准则：对于条件较差的岩体，隧道施工引起的应力重分布很可能超过岩石的弹性极限而使得岩石进入塑性状态。岩石单元体进入塑性状态并不会导致整个岩体的破坏，只是不再承受增加的应力，进而使得相邻的岩石单元体应力增大而进入塑性。最后，由于塑性区的贯通导致整体破坏。塑性区准则作为风险估计标准在岩土领域十分常见，边坡工程、隧道工程都常用塑性区准则作为标准。除此之外，还有既有结构强度准则和既有结构刚度准则等，但其更多是针对隧道上覆建筑物的情况下进行判定，故本文在数值计算中主要针对上述三类准则进行工程分析。
4铁路桥梁路基隧道建设中的关键工序
4.1隧道开挖顺序
总体开挖过程：由于渝兰铁路及路基在隧道开挖之前就已经存在，故在数值计算分析中，先计算海韵名邸作用下初始地应力，再进行隧道开挖。隧道开挖过程：隧道的开挖方式按照开挖以进尺3m一个循环进行；隧道左洞先开挖，开挖后立刻施做初衬及锚杆，左洞与右洞开挖间隔一个开挖步。
4.2地铁盾构区间穿越铁路保护标准
根据《公路与市政工程下穿高速铁路技术规程》(TB10182—2017J2470—2018)，对于武汉站货车外绕线铁路桥梁(有砟道床，设计时速120km/h)拟定计算控制标准如下:铁路桥墩台顶水平位移值3mm;铁路桥墩台顶竖向沉降值3mm。根据《铁路线路修理规则》相关规定，武九线铁路轨道变形控制标准如下:轨面沉降值不超过6mm;相邻两股钢轨水平高差不得超过6mm。
4.3混凝土振捣
在进行模板混凝土灌注时，模板边角位置只依赖混凝土自身重量是不能达到灌注标准要求的，而且混凝土灌注过程中产生的气泡也不会很好的排出。而要解决这些问题，就要利用机械振捣来完成。机械振捣分为垂直振捣和斜向振捣。而斜向振捣时，振捣棒与混凝土间的夹角应大于40° 而小于45°。同时，采用机械振捣时应做到以下几点 ：（1）要检查机械的各项性能是否达到标准要求，尤其是要保证振动器振动范围要始终处于50~100 mm ；（2）进行分层灌浇时，振捣棒在上一层振捣时，插入下一层的深度要小于500 mm，这样才能保证两层混凝土之间结合的紧实程度 ；（3）为了不影响混凝土强度，浇筑时应第一时间内完成上层混凝土的浇筑。
4.4系统构成与技术方案
混凝土压力、温度测量、超声波测距、供电数据收集和上传是复合式衬砌混凝土浇筑监测系统的重要内容。复合式衬砌混凝土浇筑监测系统在进行监测时，利用混凝土压力与温度模块对不同温度下的数据要求进行调整和计算，利用超声波测量混凝土填充压力，再根据施工场地的温度，准确测量出混凝土灌注的厚度标准。设计的标准模板台车长度要大于9m，小于12m，同时依据沉降和预留孔位置合理设计工点位置。此外，模板台车侧面窗口要分层设计，每一层高度要小于1.5m，并在拱顶预留好两个或者4个注浆孔，方便混凝土灌注操作。
4.5地面注浆加固
地铁区间隧道下穿国铁路基的成功经验，为防止铁路轨道出现较大下沉，区间下穿武线铁路路基及货车外绕线桥梁桩基采用地面袖阀管注浆加固方案。货车外绕线隔离桩之间的加固范围是:沿地铁线路方向为设置隔离桩范围，垂直地铁线路方向为隔离桩内边缘之间，深度方向为盾构隧道下部3m至地表范围。
4.6隧道开挖完成时的分析
隧道开挖带来的应力变化始终集中在隧道处，而隧道开挖并未在路基位置产生明显的应力集中。位移云图显示出在隧道开挖过后，由于地层沉降，路基整体沉降达到0.6mm，开挖隧道正上方路基处沉降量达到1.3mm，沉降槽进一步明显。在路基边缘，即施工隧道大断面变小断面处的正上方，路基进入塑性，但明显可见塑性区范围较小，且并未贯通路基，所以可以认为塑性部分对路基产生破坏，不影响铁路运行。
结语
综上所述，高速铁路的地基经过加固处理后,会影响路基沉降曲线的分布,因此,需要根据地基处理情况,隧道开挖带来的应力变化主要集中在隧洞周围及围岩处，并不对铁路路基产生明显的应力集中现象。隧道开挖导致的地层变形进一步引起路基沉降，由于隧道开挖至铁路正下方时，隧道截面由大变小，导致隧道穿越时，路基沉降明显，而隧道开挖完成时并未产生更大的变化。并且在大截面开挖时路基边缘产生塑性区，但塑性区并未继续发展。
参考文献
[1]刘畅.铁路桥梁桩基施工的质量控制[J].技术与市场，2018，25（12）：66–68.
[2]田伟.浅析铁路桥梁路基压实施工技术[J].山东工业技术，2018（24）：103–104.
[3]张力文，査小君.临时铁路桥梁运营施工监测与结果分析[J].测绘地理信息，2018，43（6）：113–116.