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摘要：我国的交通业发展已经迈进了新的阶段，在新型科学技术和施工理论的支持之下，管道施工开始向科技化、专业化的方向发展。燃气管道施工是铁路建设当中的重点项目之一，下穿既有铁路施工方法的应用使燃气管道工程的可靠性和安全性大大提高。本文将简要介绍燃气管道施工工程，对下穿既有铁路施工方法进行简述，指出在燃气管道下穿既有铁路施工当中常用的方法，并对施工过程当中的数值模拟与施工监测进行分析。
关键词：燃气管道 下穿既有铁路施工方法 数值模拟 施工监测
一、燃气管道施工工程以及下穿既有铁路施工方法简介
（一）燃气管道施工工程
燃气管道施工经过长期的发展已经十分成熟，为了进一步确保工程的可靠性和安全性，在施工之前首先要进行充分的施工准备，针对工程和当地实际情况的需求简略设计工程的图纸，并分析图纸当中存在的问题，将不合适的施工参数进行修改。同时编制严格的施工方案，根据施工过程进行针对性的安全防范措施，对班组进行详细的技术交底。施工准备还包括材料准备，根据设计好的工程施工过程分阶段准备施工材料，对市场上材料的价格进行总结分析，降低燃气管道工程的施工成本。在进入到施工阶段之后要按照先地下后地上，先主干后分支。先高空后地面，先里后外，先大后小的原则进行综合考虑施工过程，保证工程施工的严谨。工程结束之后还要进行严格的工程检查，进一步确保工程细节。
（二）施工方法
下穿既有铁路施工方法主要分为六个步骤。首先要进行便梁基础的施工。在进行便梁基础施工之前要先与引用单位联系，规划封锁铁路的时间和具体路线，安排相应的保护人员保证施工过程的安全。为了保证施工安全，要在上下行方向设置防护员，同时在便梁基础施工之前还要对道床进行加固防护，避免基坑开挖过程当中道床出现问题，进一步保证列车行驶的安全。第二步便要进行便梁基础的开挖，在施工的时候主要采用的是人工分层的方式，设计师根据工程的实际需要设定每一次开挖的深度，在开挖之后要立即用混凝土结构制作基础护壁，不同位置的护壁厚度不同，为了进一步确保便梁基础的坚固性，要在护壁当中安装钢筋，钢筋的型号也会因为便梁基础的结构不同而产生差异。护臂结构完成之后紧接着要在绑扎的钢筋当中浇筑混凝土，为了保证混凝土的性质，要按照设计方案当中的时间进行配置，在进行基础灌注的同时还要预埋便量锚固装置。在安装好便梁结构之后要先将一片纵梁就位，在安装好纵梁之后紧接着进行抽换枕木。在进行枕木抽换的时候要由主梁的两端逐渐向中心用钢横梁进行抽换。纵梁安装好之后与横梁从纵梁的两端进行联结，为了保证工程的严谨，要在联结之前测量对角线的角度进一步调整纵梁的位置。便梁安装结束之后进行进一步的细节检查，同时完成线路的养护工作，提高整个工程的质量。在整个工程结束之后与路局检察人员联系，在符合施工要求之后解除封锁，将铁路开通。
（三）监控量测
监控量测主要包括对既有线、隧道内部和拱顶下沉程度以及净空气变化量的监测。既有线路的监测过程繁杂，首先要在便梁基础上设立监测点，按照规定的时间进行定期观测，在进行既有路基检测的时候要在既有路线加固范围的两侧每隔一段距离设置检测点，同时每隔一定的时间进行一次观测，最重要的是在对线路进行检查的时候要采用专业的轨距尺进行，进一步确保线路的严谨，由于在不同的时间段和不同的温度之下线路的规矩不同，所以要在不同的时间进行检测。进行隧道内部检查的时候首先要进行开挖面的检查，观察节理裂隙的情况进而判断周围岩是否变形以及工作面的稳定性，为下一步的施工做准备。而在进行已施工地段检查的时候主要是对各种施工工具和设备进行检查，进一步确保工程的质量。拱顶在施工阶段会发生下沉呢国，如果下沉程度在可接受的范围之内可以按照施工计划进行施工，但是如果下称程度超过了规定标准，就要及时采取相应的措施进行补救。最后为了保证工程的质量还要进一步对工程当中的施工坚固程度进行综合检查，延长工程的使用寿命，确保工程安全。
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二、燃气管道下穿既有铁路施工方法
（一）挤入式螺旋钻
挤入式螺旋钻相较于定向钻来说采用了更加安全的先预后钻的挤入式工艺，钻头的喷浆固沙加大了岩土体的稳定性，使得施工安全大大提升。挤入式螺旋钻主要分为三步进行，首先要进行导向钻杆的施工。采用水平螺旋定向钻孔在工作坑内进行导向孔的施工，由于不同的工程对导向孔的要求不同，所以要根据不同的施工需求选用不同的导向钻杆。为了接收到导向钻杆到达指定位置的信息，需要在导向钻头内安装激光信号发射器，施工人员进行实时监控靶标点，同时注意导向钻杆的位置，进一步对导向钻杆的行进方向和速度进行控制。当导向钻杆到达接收井之后即完成施工。在具体的施工过程当中要严格控制出土量，钻机每顶进6m长度将出土量控制在2.03m3，出土箱的尺寸为5m（长）*1m（宽）*0.4m（高），从而根据出土情况判断路基是否发生塌方，如果出土量发生异常，则立即停止施工，详细地分析故障原因，及时采取相应的解决措施。同时顶进速度也要进行严格的控制，在施工过程当中适当地加快顶进的速度，降低塌方的风险。挤入式螺旋钻施工使用的水平定向螺旋钻机采用的是进口激光导向纠偏技术，可以确保钢套管水平，同时将立面的施工误差控制在0.1m之内。在施工时螺旋钻头始终与套管顶端相距0.6m，采用的是先顶进后旋转开挖的工艺，并且钻头前端要喷浆固沙，确保顶进的过程当中不会发生塌方。在顶进施工当中，土体要填充于螺旋叶片之间。在焊接接口及对接钻杆的时候螺旋叶片之间填充的土体与路基土体要紧密接触，从而使路基不会产生侧压力，进一步降低土体塌方的概率。
（二）盾构法
城市轨道建设当中的盾构结构和盾顶以上覆盖的厚土层一般能不能够满足下穿既有铁路施工的要求，所以进行施工之前还要讲下穿铁路段的覆土厚度适当加大，同时将施工期间所下穿的铁路段进行加固。在做好准备工作之后先要在隧道顶部覆盖土层厚度不少于2.5倍深埋隧道垂直荷载计算高度，进行进一步的浅埋深挖。而顶桥法对不同结构之间的距离要求较高，首先要保证桥涵结构顶距铁轨底高度保持在0.8m左右，桥涵与铁路之间的最大斜角度在45°之内。由于桥涵自身的结构导致在施工期间很容易发生不均匀环向分裂的现象，所以在施工之前要进行针对性地准备。顶管法对人工操作空间的要求较高，通常情况下应用顶管法的时候要求钢筋混凝土管内径在1.2m之内，铁路轨底一下覆土厚度不少于2.0-2.5倍的顶管外径。定向钻法要求其出土点、入土点距离铁路安全保护区不得少于5m.并且铁路路肩处管顶距离自然地面不能少于10m。
三、数值模拟与施工监测
（一）施工过程当中的数值模拟与施工监测施工过程当中的数据模拟
由于不同的燃气管道工程需求不同，所以在施工的时候会产生一系列参数，参数也会随着施工方案的调整而发生变化。数值模拟阶段是针对已经掌握的数值对施工状况进行模拟，进一步确保施工过程当中的安全性。首先需要对地应力进行模拟，在得到准确的数据之后与重力荷载共同构建原始模型，进一步完善初始应力场。紧接着还要对施工状况进行模拟，在系统的那种输入工程的具体参数，对施工过程当中需要开挖的部分进行模拟，及时发现施工过程当中可能会发生的安全事故，从而针对性地进行修改，进一步保证施工的安全性。如果施工方案与实际的施工要求差距较大，还需要重新进行实地考察，进一步完善施工方案。
（二）施工过程当中的施工监测
施工监测贯穿于整个施工过程，是燃气管道下穿既有铁路施工当中保证施工安全的重要措施。进行施工监测的时候要在不同的施工地点安装检测装置，根据规定的间隔时间观测相应的数据，再通过数据分析之后采取相应的技术，进一步提高燃气管道下穿既有铁路施工的安全性。燃气管道施工结束之后，最重要的是工程的质量，一旦工程的质量与实际的使用要求不相符，在使用阶段很容易发生交通事故，造成不可挽回的后果。对于燃气管道来说，铁路轨道的沉降监测十分重要，对于规模的燃气管道，国家规定了沉降的范围，所以在工程施工监测当中，要重点关注轨道沉降的数值，与规定的数值进行详细地比较 利用专业的仪器在不同的时间段进行测量，进一步保证工程的安全性。
结束语：现在燃气管道施工数量不断增多，下穿既有铁路施工方式在具体的施工过程当中得到了广泛地应用。由于下穿既有铁路施工方式具有一定的危险性，所以在施工之前就应当做好充分的实地考察，加大对施工现场的了解程度，从而针对性地设计施工方案。为了降低施工过程当中的风险，可以进行施工数值模拟，将已经确定的参数输入到数值模拟系统当中，对地应力和施工过程进行模拟。最后的施工监测是整个施工过程当中保证安全性的重要措施，所以技术人员一定要注意检测数值的变化，提高燃气管道工程的质量。
参考文献：
[1]梁玉亮.大直径管道下穿地质复杂铁路路基施工关键技术研究[J].企业科技与发展,2016(04):43-47.
[2]冯昭洁.铁路隧道下穿天然气管道综合施工技术[J].山西建筑,2015,41(29):183-184.
论文作者:韩方建
论文发表刊物:《防护工程》2019年20期
论文发表时间:2020/3/7
标签：铁路论文; 燃气论文; 工程论文; 过程论文; 管道论文; 要在论文; 钻杆论文; 《防护工程》2019年20期论文;