探析高速公路下穿隧道施工技術(shù)

王小兵

(山西路橋第一工程有限責(zé)任公司)

1 分析淺埋暗挖施工手段

這里所說的淺埋暗挖施工技術(shù)是開展隧道工程建設(shè)的施工技術(shù)之一，其是指在離地面相對比較近的地下開展隧道暗挖操作，這種施工方法利用了新奧法原理，其英文簡稱是NATM，第一次支護(hù)根據(jù)承擔(dān)所有基本荷載作用進(jìn)行設(shè)計(jì)，而二次模筑襯砌施工在隧道施工整體結(jié)構(gòu)中是充當(dāng)完全儲備作用。二次襯砌以及第一次支護(hù)結(jié)構(gòu)可以共同分擔(dān)特殊荷載作用，這一施工技術(shù)效果得到了證明。在進(jìn)行設(shè)計(jì)淺埋暗挖方式以及實(shí)際施工過程中，需要綜合利用不同施工技術(shù)幫助解決施工中存在的問題，并且在隧道修建中不斷優(yōu)化施工技術(shù)，從而逐漸實(shí)現(xiàn)高速公路無沉降現(xiàn)象、不出現(xiàn)塌方情況，確保施工安全等。通常情況下，利用淺埋暗挖施工技術(shù)手段，施工隧道工程需要具備三方面特征。(1)存在埋深淺，并且覆跨比值最小可以達(dá)到0.2。(2)施工場地中地層巖石性質(zhì)相對比較差，而且含有地下水。(3)施工場地周邊環(huán)境條件相對來說比較復(fù)雜，地質(zhì)條件差?，F(xiàn)今，采用淺埋暗挖施工技術(shù)在實(shí)際工作中，可以適當(dāng)擴(kuò)大該施工技術(shù)的應(yīng)用范圍，可以擴(kuò)大至超前埋工程，此時埋深深度已經(jīng)減小為0.8 m，或者是擴(kuò)大至非第四紀(jì)地層、高水位地層、大跨度等其他環(huán)境和地質(zhì)條件相對比較復(fù)雜的低下工程。

淺埋暗挖方法在信息化技術(shù)環(huán)境下能更好的發(fā)揮其自身優(yōu)勢，幫助實(shí)現(xiàn)全程控制淺埋暗挖施工，能減少施工操作對附近環(huán)境不良影響。另一方面，因?yàn)槟芗皶r優(yōu)化支護(hù)參數(shù)、幫助調(diào)整相關(guān)參數(shù)，從而提高了施工速度，確保了施工質(zhì)量，還能有效減少地表變形情況。施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)得到不斷完善優(yōu)化，使地下工程施工設(shè)計(jì)以及工程建設(shè)提供了良好的施工手段，不僅能促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還能獲得環(huán)境效益。

2 淺埋暗挖技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 施工流程

(1)加固地層先利用機(jī)械設(shè)備將特制的鋼管置入地層，通過該特制的鋼管，將水泥或其他填充材料注入，填充材料與地質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成質(zhì)地較為堅(jiān)固，強(qiáng)度符合施工要求的地層，并在該項(xiàng)工作完成后，對其穩(wěn)定性進(jìn)行測試。(2)開挖當(dāng)?shù)刭|(zhì)硬度及穩(wěn)定性符合施工要求后，即可以開始開挖施工。開挖的深度應(yīng)按照先開挖0.5 m，再開挖1 m，且交叉進(jìn)行的方式進(jìn)行，不可因?yàn)楣こ踢M(jìn)度的問題而加大開挖深度，以免出現(xiàn)意外情況。(3)支護(hù)工作在開挖的一定的深度后，隨機(jī)做好基礎(chǔ)支護(hù)工作，且支護(hù)工作是在開挖后立即進(jìn)行，且貫穿整個開挖的過程。(4)防水層施工先對初期支護(hù)的表面進(jìn)行處理，除去其表面的硬物，再在防水層鋪設(shè)防水板，焊接時應(yīng)注意焊接質(zhì)量，鋪設(shè)完成后，需要進(jìn)行焊接質(zhì)量檢測。(5)二次支護(hù)防水層施工結(jié)束后，需要再次進(jìn)行支護(hù)施工，保證整個淺埋暗挖技術(shù)的施工質(zhì)量。

2.2 施工中的注意事項(xiàng)

埋暗挖技術(shù)施工過程中，由于各種因素的影響，如地質(zhì)較為復(fù)雜、地下水活動頻繁、監(jiān)督工作沒有做到位等，會出現(xiàn)各種意情況，影響施工進(jìn)度或工程質(zhì)量，甚至出現(xiàn)大面積的的路面沉降或塌陷情況，導(dǎo)致工程的巨大損失，造成嚴(yán)重的社會影響，是較為嚴(yán)重的工程事故。該情況也應(yīng)引起各個部門的重視。因此在施工中因遵循某些基本的原則。開挖橫截面較大的隧道時，周圍地質(zhì)的結(jié)構(gòu)被大量破壞，變得極為脆弱，其經(jīng)漫長時間而形成的自身與周圍環(huán)境的微妙平衡液隨機(jī)被打破，因此在向地層植入光管關(guān)注水泥或其他填充材料時，應(yīng)十分注意各項(xiàng)外力的平衡，如拉力和應(yīng)力的平衡。

(1)初期支護(hù)在使用機(jī)械設(shè)備將鋼管植入的地層時，隧道周圍的巖層的拱腰及地板成為應(yīng)力分布較為密集的位置，也會因此出現(xiàn)拉應(yīng)力，且集中在隧道的角落。當(dāng)通過鋼管對隧道內(nèi)部進(jìn)行灌注水泥時，其對于隧道會形成第一道的應(yīng)力支持，不僅能夠?qū)⒓性谒淼澜锹涞膽?yīng)力，并將其上限值穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，在一定程度上也可以保持隧道的結(jié)構(gòu)平衡。(2)支護(hù)結(jié)構(gòu)在水泥或者其他建筑材料注入后，能夠明顯的提高隧道角落的應(yīng)力值，因此支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力較強(qiáng)，該內(nèi)應(yīng)力相對較為穩(wěn)定，幾乎不受以后的施工影響。(3)分隔支護(hù)與開面隨著施工流程的深入，施工工藝也在不斷變化，其也可以直接影響到初次支護(hù)時設(shè)置的混凝土支護(hù)層的內(nèi)應(yīng)力大小，其最大峰值會出現(xiàn)在工序轉(zhuǎn)換時，因此，需要將支護(hù)面與開挖的施工面進(jìn)行隔離，避免開挖施工時，累及支護(hù)面，降低支護(hù)效果。另外，如果開挖區(qū)域周邊的巖層等級時，支護(hù)結(jié)構(gòu)也會出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力值較大的情況，因此應(yīng)根據(jù)不同的施工情況及時對支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)整體施工過程。(4)開挖與位移的關(guān)系一般情況下，隧道開挖的進(jìn)度與隧道周圍巖層的深度是有著緊密聯(lián)系的，及巖層所處的深度越大，其產(chǎn)生的位移即隨之增大，且隧道圍巖的應(yīng)力會隨著開挖的形狀出現(xiàn)拋物線的變化，即先由小變大，達(dá)到一定的峰值后，再逐漸變小，直至達(dá)到初始應(yīng)力值。

3 隧道施工中的各項(xiàng)管理

工程管理工作是整個工程項(xiàng)目中極為重要的環(huán)節(jié)，其貫穿于整個工程的始終及方方面面，如施工過程的管理，包括確定施工方案、選擇施工方法、施工技術(shù)監(jiān)控、施工進(jìn)度控制、把握施工質(zhì)量、壓縮施工成本、施工現(xiàn)場管理等;人員管理方面，如人員聘任、培訓(xùn)、人力資源配置、職業(yè)健康等;工程材料管理，包括原材料的購進(jìn)渠道、材料品種選擇、質(zhì)量把握、性能測試等;機(jī)械設(shè)備管理，有機(jī)械設(shè)備配備、類型選擇、保養(yǎng)、施工中的現(xiàn)場管理，臺班安排等。工程中的各項(xiàng)有效的管理措施，能夠選擇合適的材料，其實(shí)工程質(zhì)量的基礎(chǔ)保障，合理的安排臺班，保障工程進(jìn)度;科學(xué)分配人員及各項(xiàng)工程資源，將人員和資源的效率發(fā)揮到最大。

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［2］陳志廣.鐵路隧道下穿高速公路設(shè)計(jì)方案分析［J］.山西建筑，2012，(18):161-162.

［3］胡獻(xiàn)竹.淺析高速公路下穿隧道施工技術(shù)［J］.中小企業(yè)管理與科技(上旬刊)，2012，(4):144.

［4］劉小軍，張永興，高世軍，黃達(dá)，楊超.軟弱圍巖隧道洞口段失穩(wěn)機(jī)制分析與處置技術(shù)［J］.巖土力學(xué)，2012，33(7):2229-2234.