淺埋大跨隧道下穿既有公路施工技術(shù)分析

高海平

榆林市公路養(yǎng)護(hù)工程有限責(zé)任公司 陜西榆林 719000

因土地資源有限，人們對(duì)地下空間利用率也因此增長(zhǎng)，但因有些地域在建筑物、地質(zhì)條件等方面因素的影響，需要對(duì)地下空間進(jìn)行開發(fā)，使得隧道下穿既有公路過于接近問題也隨之增多，很容易影響隧道安全性，因此本文對(duì)淺埋大跨隧道下穿既有公路施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)探討，具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1 概述淺埋大跨隧道及其特點(diǎn)

所謂淺埋大跨度隧道施工，就是基于當(dāng)前我國環(huán)境保護(hù)的背景下，樣額遵頊您可持續(xù)發(fā)展這一基本戰(zhàn)略的基礎(chǔ)上來選擇隧道施工地址，根據(jù)“早進(jìn)洞、晚出洞”這一原則，能夠?qū)崿F(xiàn)在部分隧道中的“零開挖”，因此淺埋大跨隧道被逐漸應(yīng)用于下穿既有公路施工中，相比較于其他類型隧道施工而言，不僅僅在于u保證隧道施工安全性，同時(shí)還能確保路面安全有序開展施工作業(yè)。對(duì)于淺埋大跨隧道施工主要有以下幾方面特點(diǎn)：其一，淺埋，因地面與地下空間有限，因此在進(jìn)行下穿隧道建設(shè)通常采用淺埋豎向進(jìn)行敷設(shè)，這樣才能有效減少兩端敞口爬坡路段占用地上空間以及對(duì)相鄰路口影響；其二，大跨，為充分利用地下空間，同時(shí)迎合當(dāng)前日益增長(zhǎng)的交通量，采取大跨度的方式進(jìn)行隧道施工，整體上跨度相對(duì)正常隧道要寬很多；其三，地層條件差，這主要在于淺表地層容易遭受人類活動(dòng)帶來的影響，且該處地層一般是通過人工填土的方式進(jìn)行構(gòu)成的，自穩(wěn)能力相對(duì)比較差，另外還可能有空洞、富水夾層等一些不利于施工的因素，容易引發(fā)坍塌類危險(xiǎn)事故。

淺埋大跨隧道下穿既有公路施工技術(shù)：

（1）超前支護(hù)。其一，對(duì)于超前支護(hù)，可通過分部開挖方式進(jìn)行，這樣做能夠促使圍巖及時(shí)封閉成環(huán)，從而提升其承重能力；其二，還要對(duì)當(dāng)前工程作業(yè)施工流程做好計(jì)劃和組織，防止與相鄰隧道出現(xiàn)施工碰撞，對(duì)整個(gè)工程的順利開閘能造成影響[1]；其三，在排水方面，要想切實(shí)保證圍巖發(fā)揮出其承載能力，這就需要采取有效措施避免在開挖過程中堆積土體遭受破壞和擾動(dòng)影響，舉例來講，通過增設(shè)抗滑樁的方式來對(duì)地表沉降進(jìn)行控制，從而確保公路能夠安全通行使用。

（2）管棚安裝。其一，因圍巖本身具有軟弱的特征，很容易因物體的碰撞發(fā)生破碎。基于此，在安裝管棚過程中，其關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)就是對(duì)成孔、塌孔的有效處理，對(duì)施工中的階段，做好拼裝、安裝以及注漿的施工作業(yè)，主要采取全液壓水平鉆機(jī)完成施工中平移、升降的施工需求，借助有線導(dǎo)向儀來控制導(dǎo)向的精準(zhǔn)度，以此將終孔可能出現(xiàn)的偏差控制著25cm范圍內(nèi)，這樣做能夠最大限度降低圍巖出現(xiàn)大范圍擾動(dòng)。其二，管棚中受力最為薄弱的位置就是接頭處，因此在頂進(jìn)之前，應(yīng)安排專門工作人員做好鋼管節(jié)長(zhǎng)度搭配設(shè)計(jì)和相應(yīng)工作記錄，促使隧道縱向斷面接頭少于1/2，通過上述調(diào)整節(jié)段長(zhǎng)度的方式，將鋼管的接頭錯(cuò)開在1m，然后采取逐步頂進(jìn)的方式進(jìn)行。其三，在進(jìn)行注漿作業(yè)前，首先應(yīng)在施工所處現(xiàn)場(chǎng)開展注漿試驗(yàn)，結(jié)合工程實(shí)際對(duì)試驗(yàn)中的注漿參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，只有滿足工程要求才能用于實(shí)際施工中，正式注漿過程中，首先通過濾網(wǎng)到注漿泵，然后再注入鋼管中，完成注漿作業(yè)后應(yīng)立即使用M5水泥砂漿充填鋼管，確保管棚強(qiáng)度符合要求。

（3）開挖和支護(hù)。對(duì)于開挖和支護(hù)部分，其重點(diǎn)施工內(nèi)容就是雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工工序，在施工過程中應(yīng)特別注意對(duì)弱爆破和臨時(shí)支護(hù)封閉的控制。在進(jìn)行雙側(cè)壁導(dǎo)坑開挖施工過程中，應(yīng)提前針對(duì)該部分施工做好工序安排，左右線隧道間距能夠控制在30m范圍內(nèi)[2]。要想確保當(dāng)前工程能夠在規(guī)定工期內(nèi)完成，可通過采取平行施工作業(yè)進(jìn)行，先對(duì)斷面和左右洞進(jìn)行開挖，通過雙側(cè)壁導(dǎo)坑方式進(jìn)行開挖作業(yè)，從右線和左導(dǎo)開始進(jìn)行，左線和右導(dǎo)為先行，在開挖過程中，要求兩個(gè)相鄰掌子面之間錯(cuò)開距離大于15m，同時(shí)單洞的左右兩側(cè)也應(yīng)該錯(cuò)開進(jìn)行，錯(cuò)開距離在15m。對(duì)于拱部的開挖支護(hù)應(yīng)比側(cè)壁導(dǎo)坑低5m進(jìn)行；另外對(duì)于中間部分核心土應(yīng)做好兩側(cè)壁仰拱混凝土封閉的控制，最后在仰土混凝土5m處開始開挖，然后對(duì)中部和下部的仰拱進(jìn)行開挖。其中需要特別注意的是，中部封閉部分的仰拱混凝土應(yīng)為循環(huán)形式，其作用的就是為側(cè)壁導(dǎo)坑開挖提供便利。

2 淺埋大跨隧道下穿既有公路施工控制措施

2.1 圍巖爆破

如果進(jìn)行爆破操作必然會(huì)對(duì)圍巖帶來非常大的擾動(dòng)影響，發(fā)生擾動(dòng)主要和爆破活動(dòng)產(chǎn)生的震動(dòng)、速度存在關(guān)聯(lián)性。具體來講，若圍巖震動(dòng)速度在12cm/s以下，不會(huì)對(duì)圍巖造成過大影響。根據(jù)以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，在爆破過程中，其對(duì)圍巖造成震動(dòng)與圍巖本身?xiàng)l件、爆炸源距離、炸藥類型、爆破順序等多種因素都存在直接性關(guān)聯(lián)。基于以上，要想最大化的減少因爆破隊(duì)圍巖造成橫的擾動(dòng)影響，保護(hù)圍巖自承能力。這就需要嚴(yán)格控制爆破參數(shù)，通過微震控制的方式開展爆破，結(jié)合淺、密方式布置炮眼，嚴(yán)格控制單眼裝藥量，確保有限裝藥量能夠呈均勻狀態(tài)分布在爆破體中，通過以上有效減小爆破和地震之間的強(qiáng)度，以此控制爆破對(duì)圍巖造成的擾動(dòng)影響。

2.2 支護(hù)體系臨時(shí)拱

通常來講，對(duì)于開挖部分的施工作業(yè)應(yīng)采取封閉式進(jìn)行管理，這樣做的目的在于保持支護(hù)體系的環(huán)形狀態(tài)，有效防止圍巖變形，因此一旦完成開挖部分的施工作業(yè)應(yīng)立即立好拱架，對(duì)于核心側(cè)應(yīng)保證超前錨桿和噴混凝土和架好的臨時(shí)仰拱呈封閉成環(huán)狀態(tài)。通過以上促使大跨徑隧道能夠呈扁平拱形結(jié)構(gòu)狀態(tài)一直保持下去，但因進(jìn)行開挖作業(yè)會(huì)對(duì)應(yīng)力比較重的區(qū)域產(chǎn)生不利影響，使得拱腳部分的應(yīng)力增大，這就對(duì)基礎(chǔ)承載力提出非常高的要求。另外因洞口部分的圍巖長(zhǎng)期遭受強(qiáng)風(fēng)化因素產(chǎn)生的影響，強(qiáng)度不足，如果雨水很容易軟化，對(duì)此應(yīng)采用1*1m的混凝土墊塊。

2.3 隧道邊緣地表硬化

完成地表預(yù)加固注漿作業(yè)后，還要對(duì)大跨隧道邊緣10m范圍地表開展硬化處理，主要目的在于避免地下水出現(xiàn)下滲情況，將地下水的補(bǔ)給途徑隔斷開。因穿越施工帶來擾動(dòng)影響和預(yù)加固漿體產(chǎn)生的固結(jié)作用，與此同時(shí)，土體沉降量隨之加大，這就需要對(duì)其采取補(bǔ)償注漿的方式來修補(bǔ)和封閉地層存在的孔隙。

綜上所述，在進(jìn)行淺埋大跨隧道下穿既有公路施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)當(dāng)前工程實(shí)際，選擇合理的施工技術(shù)開展施工作業(yè)，確保施工期間既有公路處于正常通行狀態(tài)，為我國交通事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。