超淺埋隧道下穿公路施工技術(shù)研究

王求省

摘 要：為了滿足我國經(jīng)濟發(fā)展的要求，各級公路的基礎(chǔ)建設(shè)在不斷完善，施工技術(shù)也越來越成熟。在超前埋隧道施工過程中，如果采用的施工措施不合理會導致路面出現(xiàn)大面積沉降和坍塌，嚴重時會導致交通中斷，造價巨大的經(jīng)濟損失，所以施工時需要結(jié)合工程的具體情況，合理選擇下穿施工技術(shù)。以下是結(jié)合具體工程，就施工中遇到的技術(shù)問題展開的研究。

關(guān)鍵詞：超淺埋隧道 大管棚支護 CRD工法

1.工程概況

某隧道工程施工時，需要采用暗挖隧道從公路穿過，暗挖隧道的施工長度為49m，隧道頂部覆蓋層的厚度為1.2～2.7m，為超淺買隧道，隧道使用復合襯砌結(jié)構(gòu)，超前地層采用小導管注漿和管棚支護相結(jié)合的方式進行加固處理，然后采用噴射混凝土的方式進行支護處理，二次襯砌采用C30混凝土進行施工。

2.地層結(jié)構(gòu)

工程地層的地層結(jié)構(gòu)為第四系全新統(tǒng)沖積層，該沖積層距地下水的標準距離為124.5m，距地面的距離為10.60m，水位落差不能超過2m。從上到下的順序為：

①填筑土。土層厚度一般在4.56～4.62m之間；土石的堅硬程度為Ⅲ級堅土。②粉質(zhì)黏土。土層厚度一般在2.36～2.50m之間；土石堅硬程度為Ⅱ級普通土。③卵石夾砂層。距地面在6.92～7.12m之間，土層厚度一般在1.36～2.43m之間；土石堅硬程度為Ⅰ級松土。④卵石。距地面在8.48～9.35m之間，土層厚度大于11.52m；土石堅硬程度為Ⅲ級堅土。

3.施工面臨的難題

（1）施工要求隧道的寬度為 11.6m，高度為7.9m，施工難度大。

（2）隧道頂部覆蓋厚度極低，僅有1.0～2.8m的土層，屬于超淺埋隧道，在施工中過程中極易出現(xiàn)冒頂坍塌的事故。

（3）隧道下方是洛界高速公路，所以在施工過程中要對沉降嚴格把控，確保不出現(xiàn)坍塌事故，為高速公路的正常運行提供保障。

（4）隧道土質(zhì)不適合進行隧道挖掘工作，隧道土質(zhì)疏松且土層構(gòu)成的材料不一，大部分區(qū)域都是近期人工回填的卵石土、卵石等，很難進行成洞工作，成洞后也非常不穩(wěn)定易出現(xiàn)坍塌狀況。

（5）CRD工法施工步驟復雜，對施工工序要求精準無誤。

（6）在施工完成后對隧道進行檢測工作，通過對檢測數(shù)據(jù)的分析，對施工不足的地方及時修改。

4.下穿施工步驟

4.1 大管棚的支護工作

（1）利用導向管制作導向拱該高速公路的通信光纜埋設(shè)在中央隔離帶距地面0.8m處，所以在進行大管棚的施工作業(yè)的同時還要保護好高速公路的通信光纜，保證大管棚既不進入隧道內(nèi)部也不破壞通信光纜，預埋導向管制作導向拱可以有效避免這些問題的出現(xiàn)。將大管棚從隧道起拱線位置作為起點，兩根相鄰管棚中心的直線距離為30cm，管棚長度為26m，外插角為1°。用直徑Φ127mm、長2.0m的鋼管焊接在三榀拱架上的方法制作導向管，必須根據(jù)設(shè)計角度對導向管進行測量。確保各導向管不會交叉，導向管立模時管口應緊靠模板。

（2）鉆孔注漿作業(yè)

在隧道襯砌拱圈人工安設(shè)厚壁鋼管就是管棚施工的全部內(nèi)容，主要由卵石土、灰砂等材料構(gòu)成，成孔作業(yè)難度大，所以鉆孔采用沖擊鉆進和重復鉆進的方法，保證鉆孔位置的精確。管棚施工區(qū)域距高速公路的路面只有2m左右，所以在注漿作業(yè)時要安排專業(yè)人員觀察高速路面是否出現(xiàn)異常，防止?jié){液在管棚埋深最淺處發(fā)生泄漏。注漿材料采用32.5R普通水泥，水和灰的比例在0.8～1.0之間，還有10%水玻璃組成。注漿所需要的壓力為0.5～1.0Mpa，等到泥漿冷卻到一定程度后才能進行下一個施工程序。用MK-5鉆機逐根頂進大管棚鋼管進行鉆探工作。

4.2 CRD工法分割施工法

在土質(zhì)疏松的地層中修建淺埋暗挖隧道，和控制地面沉降和施工安全性的角度考慮，CRD工法是眾多工法中最合適的。CRD工法可以有效縮短封閉成環(huán)所需的時間，將沉降控制在一定范圍內(nèi)，為了使隧道受力均勻，CRD工法將大斷面分割成多個小斷面來進行施工。CRD法施工工序見圖1。施工要素有以下幾點：

（1）對路面沉降進行嚴格檢測，施工速度快，及時封閉成環(huán)，盡量縮短開挖施工的時間。

（2）全程采用弧型導坑方法進行挖掘工作，避免掌子面的應力松弛現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（3）全程采用人工挖掘，不斷重復挖掘的距離為0.5m，進行一個工作面挖掘時不得進行另一個工作面的挖掘，結(jié)合工程的實際情況，各工作面的施工距離要嚴格控制在2m之內(nèi)。

（4）在隧道洞貫穿后，立即對所有的支護系統(tǒng)進行鏈接作業(yè)，對可以拆除的臨時支撐設(shè)備進行拆除，為了使二次襯砌的承載力達到最高，必須在鏈接作業(yè)完成后立刻進行。為了使沉降降低，采取在支護設(shè)備后面回填注漿來控制沉降，在支護設(shè)備鏈接成整體后進行回填注漿作業(yè)，二次注漿工作是在洞內(nèi)沉降過大時采取的補救措施。具體措施如下：①采用42、3.5mm的注漿管對掌子面進行注漿工作，在設(shè)入注漿管的時候，需要采用長度為2m，間距為0.8m的布設(shè)。在掌子面設(shè)入注漿管，注入水泥和水玻璃雙液漿。②根據(jù)測量的數(shù)據(jù)判斷哪些地方需要增設(shè)注漿鎖腳錨管。③在拱頂和支護設(shè)備后反復進行注漿工作。將42、3.5mm的注漿管在安裝支護設(shè)備前埋在拱頂和邊墻位置，在支護和圍巖的空隙處注入水泥漿。④在仰拱的下方進行注漿工作。因為仰拱開挖的過程中，砂卵石會變得松散，造成地層沉降過大的現(xiàn)象。所以在仰拱施工時豎直向下埋設(shè)注漿管便于后期注入水泥漿，注漿管的長度為1m，縱向間距為1m，橫向間距為2m的梅花形布設(shè)。

5.隧道和路面監(jiān)控的重要性5.1隧道內(nèi)量測點的布置范圍

隧道施工造成的下沉會對路面也造成下沉，所以把隧道內(nèi)外量測點設(shè)在同一水平面上，就可以提高量測數(shù)據(jù)的準確性，有利于及時采取應急措施。測設(shè)的方法如下：

（1）在掌子面每次開挖后進行圍巖及支護觀測，在施工完成區(qū)域噴混凝土、錨桿、鋼架1次/d。

（2）利用相應的設(shè)備進行地表沉降的檢查工作。當被測面與工作面的距離大于2B時，2次/d。當被測面與工作面的距離大于5B，1次/2d，當被測面與工作面的距離小于5B時，1次/周。

（3）使用相應設(shè)備進行拱頂下沉的檢查工作，第1～15d，2次/d，第16～30d，1次/2d，第1～3個月，1～2次/周，3個月以上，2次/月。

5.2 量測的標準

將收斂速度作為對支護工作考察的依據(jù)，在收斂速度大于5mm/ d的時候，表明支護工作不合格，不能保證施工安全；在收斂速度小于0.2mm/d的時候，表明支護工作合格，可以進行施工操作。如果兩周之內(nèi)量測的數(shù)據(jù)保持穩(wěn)定，那么就表明已經(jīng)達到施工標準，如果兩周之內(nèi)量測數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，那么就需要調(diào)整施工，再次進行量測。

5.3 監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析與反饋

施工過程中，工作人員會根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)繪制拱頂下沉、水平位移等隨著時間和工作面距離的變化而變化的時態(tài)曲線圖，并對其變化的數(shù)據(jù)進行研究分析。為了考察支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要對掌子面的拱頂下沉情況、水平位移量進行不定期的監(jiān)測，通過了解洞內(nèi)和路面的變形情況及時反饋便于補救工作的開展。

6.結(jié)束語

綜上所述，該隧道工程利用大管棚對圍巖進行支護工作，采用CRD工法時嚴格遵守“注漿管超前埋設(shè)，嚴格控制注漿次數(shù)，控制挖掘尺度，加強支護工作，不定時的進行量測”原則來進行施工，在保證高速公路正常通行的同時，保證了施工安全，施工區(qū)高速路面最大沉降量為20mm，為了工程的順利完成提供技術(shù)保障。

參考文獻：

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