淺埋大跨距隧道下穿既有公路施工技術(shù)

黃景海

(黑龍江暢捷橋梁隧道有限公司，黑龍江 哈爾濱 150020)

淺埋大跨距隧道下穿既有公路施工技術(shù)

黃景海

(黑龍江暢捷橋梁隧道有限公司，黑龍江 哈爾濱 150020)

淺埋大跨距隧道下穿既有公路工程項(xiàng)目建設(shè)施工難度性較強(qiáng)，實(shí)際施工中需要注重的內(nèi)容很多。如果施工技術(shù)人員與施工管理人員不能明確淺埋大跨距隧道下穿既有公路施工的特點(diǎn)，以及施工技術(shù)應(yīng)用控制要點(diǎn)，難以保證工程項(xiàng)目建設(shè)施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)期設(shè)想。本文就是對(duì)淺埋大跨隧道下穿既有公路施工技術(shù)進(jìn)行研究，希望對(duì)相關(guān)施工技術(shù)人員有所啟示。

淺埋大跨隧道；下穿；既有公路；施工技術(shù)

1 施工技術(shù)

1.1 施工準(zhǔn)備

在上文中也提到，如果采用分部開挖施工方式，施工技術(shù)人員必須要對(duì)圍巖及時(shí)進(jìn)行封閉成環(huán)處理，使得圍巖結(jié)構(gòu)的承載性能大幅度提升。對(duì)施工工序進(jìn)行科學(xué)組織，降低對(duì)相鄰隧道施工工作開展造成影響。同時(shí)還需要注重的是，對(duì)排水體系進(jìn)行健全和完善，其目的也是為了保護(hù)圍巖結(jié)構(gòu)的承載性能，避免隧道開挖過(guò)程中堆積土體受到嚴(yán)重破壞，提前建設(shè)好相應(yīng)的輔助措施。對(duì)地表沉降情況進(jìn)行嚴(yán)格掌控，既有公路要一直處于安全、穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)中，并且避免損害相鄰結(jié)構(gòu)的使用性能。

1.2 現(xiàn)狀分析

目前，在大跨距隧道下穿既有公路工程項(xiàng)目建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛的超前支護(hù)措施主要有超前管棚與小導(dǎo)管注漿等。在洞口淺埋階段支護(hù)處理中，超前支護(hù)與小導(dǎo)管注漿支護(hù)方式非常適用。但是在公路段超前施工支護(hù)中，這兩種支護(hù)方式并不適用，施工技術(shù)人員通常會(huì)采用掌子面臨時(shí)支護(hù)方式。在下穿公路段施工中，技術(shù)人員采取的支護(hù)措施有大管棚、長(zhǎng)管棚下設(shè)雙層小導(dǎo)管雙液注漿及臨時(shí)超前的注漿導(dǎo)管。

超前管棚的結(jié)果：以 φ108×6 的熱軋無(wú)縫鋼管完成超前管棚，長(zhǎng)度要控制在 32 m ，管棚拱部為 140°內(nèi)，中心離開挖的輪郭線距離35m 。一般管棚環(huán)向的間距為 50 cm ，把外插角設(shè)計(jì)在1°～2°，施工時(shí)要控制好5°～10°以內(nèi)。

管棚安裝是施工中需要嚴(yán)格控制的環(huán)節(jié)，因?yàn)楹芏鄿\埋大跨隧道下穿既有公路工程項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域圍巖地質(zhì)過(guò)于軟弱，在外界因素影響下圍巖結(jié)構(gòu)很容易破碎。所以工程建設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員必須要密切關(guān)注管棚安裝施工環(huán)節(jié)中的鉆孔與塌孔處理，對(duì)鉆孔注漿進(jìn)行嚴(yán)格控制，要將成孔位置偏差控制在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)，鉆孔處理時(shí)要選擇對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)擾動(dòng)較小的施工方式。要對(duì)鉆桿與鉆頭的重量進(jìn)行深入分析，鉆孔時(shí)要注意下垂，對(duì)管棚前端采取錐形加工方式，為后續(xù)安裝和頂進(jìn)提供更多便利。通常情況下，管棚接頭位置是結(jié)構(gòu)最為薄弱的地點(diǎn)，頂進(jìn)施工工作開展前，現(xiàn)場(chǎng)施工人員對(duì)鋼管節(jié)長(zhǎng)度進(jìn)行合理搭配，并且做好相應(yīng)的記錄，將隧道縱斷面接頭控制在50%范圍內(nèi)。通過(guò)對(duì)階段長(zhǎng)度的優(yōu)化和改良，使得鋼管接頭可以錯(cuò)開1 m，根據(jù)鋼管節(jié)逐漸的進(jìn)行頂進(jìn)處理。

2.3 開挖與支護(hù)

開挖與支護(hù)施工中最為關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)在于雙側(cè)壁導(dǎo)坑工序，慎重選擇爆破技術(shù)人員，對(duì)爆破施工進(jìn)行科學(xué)化控制，并且做好臨時(shí)支護(hù)封閉處理。利用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行開挖施工時(shí)，對(duì)施工工序進(jìn)行合理安排，將左右線隧道間距控制在30 m范圍內(nèi)。想要加強(qiáng)工程項(xiàng)目建設(shè)施工進(jìn)度控制，施工中需要采用平行作業(yè)的方式，以雙側(cè)壁導(dǎo)坑的方式開挖，右線和左導(dǎo)開始，左線和右導(dǎo)先行，對(duì)相鄰掌子面要錯(cuò)開15 m以上的距離。在單洞的左側(cè)和右側(cè)要錯(cuò)開15 m ，而拱部的開挖支護(hù)要低于側(cè)壁導(dǎo)坑的5 m ，在中部核心土控制兩側(cè)壁仰拱的混凝土封閉，最后仰拱混凝土的5 m進(jìn)行開挖，再挖中、下部的仰拱， 對(duì)中部封閉的仰拱混凝土作為循環(huán)形式， 完成側(cè)壁導(dǎo)坑的開挖。

3 施工措施

3.1 圍巖爆破控制措施

爆破施工雖然可以較大程度的加快施工進(jìn)度，但是對(duì)施工區(qū)域巖層會(huì)造成嚴(yán)重干擾。干擾程度與爆破引發(fā)的振動(dòng)頻率與傳輸速度有著緊密聯(lián)系，爆破引發(fā)的巖層振動(dòng)頻率在12cm /s以內(nèi)，那么對(duì)巖層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性就不會(huì)造成較大程度干擾。爆破處理中圍巖振動(dòng)頻率會(huì)受到圍巖結(jié)構(gòu)以及爆破距離、裝藥數(shù)量、爆破方式等因素影響。在施工中為了降低爆破施工對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)造成的不良干擾，對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行保護(hù)，就必須要嚴(yán)格控制眾多爆破參數(shù)，炸藥需要均勻的布置在爆破體內(nèi)。應(yīng)用微差爆破方式可以有效降低爆破與地震強(qiáng)度，加強(qiáng)爆破振動(dòng)傳輸速度控制。

3.2 支護(hù)體系臨時(shí)拱措施

工程項(xiàng)目建設(shè)施工中需要及時(shí)對(duì)開挖施工區(qū)域進(jìn)行封閉處理，使得支護(hù)體系以環(huán)形的方式呈現(xiàn)，避免施工中圍巖結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重形變。開挖完成后需要馬上進(jìn)行拱架搭設(shè)，大跨徑隧道保持扁平平拱形的結(jié)構(gòu)。開挖施工后應(yīng)力分布會(huì)進(jìn)行重組，拱腳部位承擔(dān)的應(yīng)力會(huì)有所增加，對(duì)基礎(chǔ)承載性能有著較高的需求。洞口圍巖結(jié)構(gòu)風(fēng)化程度較大，強(qiáng)度性能較差，該區(qū)域遇水后會(huì)產(chǎn)生軟化情況，所以一定要用1 m ×1 m 的混凝土進(jìn)行墊塊。

4 結(jié)束語(yǔ)

需要明確淺埋大跨隧道下穿既有公路工程項(xiàng)目建設(shè)承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)因素，掌握施工技術(shù)應(yīng)用控制要點(diǎn)，對(duì)支護(hù)體系、排水體系以及爆破施工等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，利用雙側(cè)壁導(dǎo)坑的方式完成開挖施工，從而保證施工技術(shù)應(yīng)用取得良好成效，保障工程項(xiàng)目建設(shè)施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 曹海林. 新建隧道下穿既有公路隧道施工技術(shù)[J]. 鐵道建筑技術(shù)，2013，(5).

[2] 蘇江. 鐵路隧道下穿既有公路地層變形特性研究[J]. 現(xiàn)代隧道技術(shù)，2012，(1).

[3] 王道遠(yuǎn),袁金秀. 淺埋偏壓雙連拱隧道圍巖壓力計(jì)算方法研究[J]. 中外公路， 2011，(2).

U455

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1008-3383(2017)08-0180-02

2016-12-19

黃景海(1972-)，男，高級(jí)工程師。