基于超淺埋隧道下穿高速公路安全施工技術分析

宋聰聰

（河南建筑職業技術學院，河南 鄭州 450064）

0 前言

在超淺埋隧道下穿高速公路施工過程中，若是采取的施工技術或工藝不合理，高速公路后期在使用過程中可能會出現不均勻沉降、變形、裂縫等問題，不僅公路的應用價值無法充分發揮，還會增加安全事故的發生率。因此，施工單位要重視安全技術的重要性，結合各施工環節要點制定安全性較強的風險防范措施。

1 某超淺埋隧道下穿高速公路工程概況

本文例舉的超淺埋隧道下穿高速公路工程左線長約1585 米，進口V 級淺埋段長度為190 米；右線總長度大約1586 米，V 級淺埋段長度為220 米；隧道出洞口上方高速公路接近于垂直通過，路面高程約為636 米，僅比隧道洞口頂部設計高程多出2 米；后崩坡積層厚度約為4.6 米，在如此厚度的下穿埋深條件下做到不影響高速公路正常運營安全，施工難度相對較大。另外，淺埋段范圍內的圍巖含泥量極大，多為松散破碎的堆積體，出于安全與質量考慮，施工單位將施工月進度控制在每月30 米。

2 增強超淺埋隧道下穿高速公路安全性的施工技術

2.1 應用錨桿技術改善地面沉降

1.觀測沉降情況

在超淺埋隧道下穿高速公路施工中，由于下穿埋深比較淺，所以隧道洞口在挖掘時極易發生巖土松散問題，導致圍巖在開挖后無法保持穩定成拱，地表也容易出現沉陷現象，因此為了保證施工安全，施工單位在采用錨桿技術改善地面沉降時，必須將此地表下沉量視為必備觀測項目。通常在隧道開挖前對地表下沉量進行測量，在觀測過程中還能獲得準確性較強的全位移曲線，本文例舉的工程隧道地表下沉量觀測指標大致包括洞口段、洞身淺埋段、3—5 倍開挖寬度范圍內的建筑密集區；為了保證施工質量，將淺埋段地表下沉量測、水平凈空變化量測、拱頂下沉量測控制在同一斷面上；為了避免對高速公路正常運行造成影響，施工人員對路面沉降情況進行實時監測，通過分析監測結果得出地層變化相關技術資料，為及時調整施工方案提供了有力支持[1]。

2.發揮錨桿技術作用

正常情況下，錨桿作業環節處于初噴混凝土環節后，若是能夠充分發揮錨桿技術的作用，便可為超淺埋隧道下穿高速公路工程形成承載力較強的荷載結構奠定基礎，對改善地面沉降以及隧道圍巖無法自穩成拱問題具有積極影響。在具體應用錨桿技術時，施工人員首先要利用錨桿機在隧道拱部指定位置打孔，出于施工質量與安全考慮，隧道其他位置的孔洞應使用風動機鉆取；其次，所有的孔洞必須圓滑、筆直且整齊，同時與巖面保持垂直角度，只有數據參數不存在偏差或偏差處于允許閾值范圍內時，才能有效降低安全事故發生率；再者，所有錨桿都需要匹配墊板，這些墊板的主要作用是對不與巖面成垂直角度的孔洞進行調整，在保證墊板緊貼隧道巖面的同時將錨桿外露部分控制在10 厘米以內；最后，在開展中空錨桿施工時，施工人員必須嚴格遵循行業標準與設計圖紙要求，對各個細節進行全面把控，以此實現將安裝誤差控制在1 厘米以內的目的。在超淺埋隧道下穿高速公路工程中應用錨桿技術，對減少參數誤差、提高細節把控水平具有重要意義。

2.2 大管棚支護施工要點

1.制作導向拱

超淺埋隧道下穿高速公路的施工難點在于下穿埋深較淺、隧道拱部易因壓力發生形變，通過對過往成功案例進行分析，發現降低隧道拱部承擔的垂直壓力能夠避免對上層高速公路運行安全造成影響。對此，施工單位可以將大管棚支護技術應用于超淺埋隧道下穿施工中，利用導向管制作導向拱，為增強隧道拱部結構的穩定性與使用安全性奠定基礎。在開展大管棚支護施工時，施工人員首先要將高速公路周邊的通信光纜遷移并埋設到距離中央隔離帶地面的0.8 米處，同時在施工過程中盡量遠離通信光纜，此舉的主要目的是保證施工現場的通信質量；其次，若是既不想對通信光纜造成破壞，又不能對其位置進行遷移，施工人員可以采取預埋導向管的方法；最后，將隧道起拱線作為大管棚支護施工的起點，兩根相鄰大管棚中心直線距離以30 厘米為最佳，管棚長度應為26 米，外插角為1 度，焊接導向拱的鋼管要選擇長度為2 米、直徑為127 毫米的型號，同時嚴禁組成導向拱的各個導向管交叉[2]。

2.鉆孔注漿

大管棚支護施工的重點環節是在超淺埋隧道襯砌拱圈采用人工方式安設厚壁鋼管，由于該環節應用的材料以灰砂、卵石土為主，所以成孔規格的控制難度相對較大，施工人員在開展鉆孔注漿工作時需要采用沖擊鉆進法并重復施工動作，以此保證鉆孔位置與孔洞規格的精確性。在本文例舉的超淺埋隧道下穿高速公路工程中，大管棚施工區域與高速公路路面的距離只有2 米，所以為了保證施工安全，施工單位安排了專門的監管人員對全施工過程進行監督管理，及時發現并解決了漿液在大管棚埋深最淺處發生泄漏的問題；該工程采用的注漿材料是規格為32.5R 的普通水泥，水灰比重在0.8 與1 之間，為了增強隧道拱部承載力，還增加了約10%的水玻璃。

2.3 保證隧道內外參數的準確性

若是隧道在施工過程中出現下沉現象，高速公路的路面也會隨之下沉，影響公路應用的安全性，因此施工單位在開展超淺埋隧道下穿高速公路施工之前，需要對隧道內外參數進行全面測量，基于準確性較強的測量數據制定風險應急措施，以此降低安全事故發生率。

2.4 增強施工風險控制能力

1.對施工現場進行實時監測

為了提高施工風險控制水平，施工單位需要借助現代信息技術構建風險預警與管控系統，同時安排專業監測人員對施工現場進行7×24 監控，尤其是下穿高速公路范圍內的圍護施工，只有全面掌握圍巖動態變化情況，才能保證評價圍巖結構穩定性的科學性，有效規避安全事故發生[3]。在開展實時監測工作時，工作人員要對支護參數、下穿埋深、各環節施工時間、隧道受力情況、拱部應力分布狀況等技術資料進行明確，根據實際監測結果調整施工方案與風險應對措施中的不合理之處，此法有利于增強施工現場風險應對能力。

2.基于分析結果制定風險管控方案

施工過程中，工作人員應先對實時監測結果進行整理與分析，基于分析結果針對隧道拱頂下沉情況、圍巖水平位移量、支護結構穩定性等繪制時態曲線圖，對當前監測結果與預期數值進行對比，找出不符合工程設計標準的參數，將其及時反饋給施工人員并督促其即時開展補救工作，盡力規避安全風險。除此之外，監測人員還需要對基于分析結果對施工現場提供合理指導，比如當發現隧道周邊的收斂量未達到總收斂量的80%（標準）時，監測人員應要求施工人員對圍巖支護結構進行調整，直至結構穩定為止。

3 結束語

綜上所述，超淺埋隧道下穿高速公路工程的下穿埋深普遍較淺，在不影響高速公路正常運營的情況保證施工安全，需要施工單位綜合分析現場具體情況，基于分析結果制定可行性與可靠性較強的施工方案，通過發揮錨桿技術作用改善地面沉降問題，同時針對全施工過程加大監測力度，以此降低安全事故爆發率。