公路下方淺埋隧道施工技術(shù)分析

呂玉超

（中建路橋集團(tuán)有限公司，河北石家莊 050001）

0 引言

隧道下穿既有公路是緩解交通壓力的有效途徑之一，但由于隧道上部為公路，一旦發(fā)生沉降或是坍塌，則會(huì)引起交通安全事故。所以在公路下方建設(shè)隧道工程時(shí)，保證施工安全是重中之重。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，作業(yè)人員要對(duì)淺埋隧道施工技術(shù)加以了解和掌握，在保證隧道質(zhì)量的前提下，提高施工安全性，避免重大安全事故的發(fā)生。

1 工程概況

某公路改造項(xiàng)目，以隧道的形式下穿公路主干道，主路按照雙向四車道設(shè)計(jì)，兩側(cè)有輔路。本次的主要工程量為下穿隧道施工，采用淺埋暗挖的方法，因隧道橫穿的主干道車流量比較大，通道頂部的覆土厚度在3.0～5.0m左右，開挖作業(yè)過(guò)程中，需要對(duì)地表沉降嚴(yán)格控制。工程所在地的土層以人工填土和礫質(zhì)黏性土為主，抗震設(shè)防烈度為7度，地下水位受到季節(jié)和降雨影響，變化幅度在1.0～2.0m左右。本文重點(diǎn)對(duì)公路下方淺埋隧道施工技術(shù)展開分析。

2 公路下方淺埋隧道施工技術(shù)

2.1 隧道開挖

本工程中，隧道采用復(fù)合襯砌，主要由以下兩部分組成：初期支護(hù)及二次模筑襯砌，前者承受施工產(chǎn)生的基本荷載，后者的作用是提高結(jié)構(gòu)安全性。隧道以淺埋暗挖的方法開挖，主通道的暗挖段開挖斷面共有5個(gè)導(dǎo)洞，開挖時(shí)以人工配合，挖出的土方通過(guò)斗車運(yùn)至隧洞口外，通過(guò)反鏟裝渣后運(yùn)出場(chǎng)外；按照1榀鋼架的間距控制隧道開挖循環(huán)進(jìn)尺，每次進(jìn)尺為50cm，在對(duì)每個(gè)部分開挖時(shí)，要預(yù)留出核心土，避免施工過(guò)程中隧道掌子面發(fā)生坍塌[1]。

2.2 安裝格柵鋼架

2.2.1 制作鋼架

在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)格柵鋼架制作加工，先平整場(chǎng)地，隨后鋪設(shè)鋼板，制作成固定模具；經(jīng)焊接成型的鋼架質(zhì)檢合格后要試拼裝，通過(guò)這種方法拼出通道輪廓各節(jié)拱架，看各個(gè)部位是否與實(shí)際情況吻合，確保拱架的加工誤差在規(guī)范規(guī)定范圍以內(nèi)方可使用。

2.2.2 現(xiàn)場(chǎng)安裝

（1）安裝每1榀拱架前，通過(guò)測(cè)量的方法準(zhǔn)確定出拱架的安裝中線和標(biāo)高，隨后由人工并使用相應(yīng)的機(jī)具，將格柵鋼架支立就位，需要注意的是，必須將拱腳架設(shè)在堅(jiān)固的基座上；通過(guò)縱向連接筋對(duì)每榀拱架以焊接的方式連接為整體。

（2）使用直徑22mm的連接筋，將格柵與鋼架，以焊接的方式連接到一起，連接筋的間距設(shè)置為30cm，以環(huán)向雙層布設(shè)，按照單層布置臨時(shí)中隔墻和臨時(shí)仰拱。采用單面搭接焊將連接筋連接起來(lái)，要保證焊縫飽滿，搭接長(zhǎng)度在10d以上，無(wú)焊接質(zhì)量缺陷[2]。

（3）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在鋼筋加工場(chǎng)地將鋼筋網(wǎng)加工成網(wǎng)片，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，以人工的方式安裝，操作時(shí)采用點(diǎn)焊的方法，將網(wǎng)片焊接在格柵鋼架上，相鄰網(wǎng)片的搭接長(zhǎng)度應(yīng)控制在20cm以上。

2.3 噴射混凝土

2.3.1 施工工藝

采用潮噴工藝，對(duì)混凝土現(xiàn)場(chǎng)噴射，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室給出的配合比拌制混凝土，生產(chǎn)前，將砂石用清水潤(rùn)濕，隨后加入水泥和速凝劑，通過(guò)攪拌機(jī)拌和。拌制好的混凝土送入噴射機(jī)的料斗中，加入壓縮空氣，使混凝土從噴嘴噴射到受噴面上[3]。

2.3.2 技術(shù)要點(diǎn)

（1）混凝土初噴要緊跟隧道掌子面，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在復(fù)噴前完成超前小導(dǎo)管支護(hù)、鋼筋網(wǎng)及格柵拱的安裝。采用分層的方式噴射混凝土，按噴射部位合理確定噴射厚度，其中拱部為5.0～6.0cm，邊墻為7.0～10cm，前一層混凝土終凝后，方可噴射后一層混凝土，當(dāng)前一層終凝時(shí)間超過(guò)1h，再次噴射混凝土?xí)r，要將受噴面清洗干凈[4]。

（2）混凝土配合比由實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)提供和控制，噴射前先試噴，確認(rèn)合格后，方可正式噴射，按規(guī)定要求噴射大板并制作檢驗(yàn)試件。每次噴射混凝土后，要對(duì)厚度全面檢查，厚度不足要及時(shí)補(bǔ)噴，不得將回彈料作為噴射料。

（3）噴射機(jī)安裝調(diào)試完畢后，先注水和通風(fēng)，將管道內(nèi)的雜物清除干凈，并將受噴面上松散的土體清理掉，隨后調(diào)整噴射機(jī)的風(fēng)壓，保持在0.3～0.4MPa，控制噴嘴與受噴面之間的距離和角度，二者要相互垂直，有鋼筋時(shí)角度以30°左右為宜，距離控制在1.0～1.2m左右，按照從下向上的順序噴射，縱向按蛇形噴射，噴好后及時(shí)檢測(cè)厚度[5]。

2.3.3 控制措施

（1）用于噴射混凝土的大料要存儲(chǔ)在料棚內(nèi)，防止淋雨及污染環(huán)境；施工中嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)室給出的配合比稱料拌和，對(duì)外加劑的摻量嚴(yán)格控制，使混凝土的強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。拌制過(guò)程中，不得改變速凝劑的用量并使用新鮮的水泥。

（2）按照分段、分片、分層的方式，從下向上噴射混凝土，受噴面有較大的凹洼時(shí)，要先填平然后再噴射。分層噴射混凝土的過(guò)程中，要保證每層厚度均勻，由專人負(fù)責(zé)噴水養(yǎng)護(hù)，降低水化熱引起的開裂，提高混凝土噴射質(zhì)量。

2.4 回填注漿

回填注漿的作用體現(xiàn)在如下方面：堵水、結(jié)構(gòu)加固、改善受力條件、控制沉降等，本次回填注漿選用的是純水泥漿液，埋置方式為鉆孔，注漿泵注漿，壓力為0.4～0.6MPa。施工技術(shù)要點(diǎn)如下：

2.4.1 布設(shè)注漿孔

注漿管為直徑40mm、壁厚3.5mm的無(wú)縫鋼管，按梅花形布設(shè)，孔位布設(shè)時(shí)，要避開換向施工縫。對(duì)注漿孔編號(hào)，先注奇數(shù)的孔，再注偶數(shù)的孔，由此能夠使注漿達(dá)到互補(bǔ)，注漿效果顯著提升[6]。

2.4.2 配制水泥漿

按照同類型工程的施工經(jīng)驗(yàn)，用水泥漿液作為回填漿液的效果較好，采用1∶0.5～1∶1的水灰比，42.5普硅水泥，摻入適量的膨脹劑。

2.4.3 注漿施工

（1）注漿前，對(duì)注漿孔全面清理并檢查注漿設(shè)備，包括泵和壓力表，安好注漿管后，做壓水試驗(yàn)，確保管路暢通。注漿要連續(xù)不間斷作業(yè)，不得隨意停泵，以免水泥漿液發(fā)生沉淀，造成管路堵塞，影響注漿效果[7]。

（2）注漿從低向高，向有水的位置壓注，這樣能夠保證漿液充填密實(shí)，防止被水稀釋后出現(xiàn)離析的現(xiàn)象。注漿過(guò)程中，若是漏水量較大，則可分段留設(shè)排水孔，避免高水壓抵消注漿壓力，影響注漿質(zhì)量，注漿完畢后，對(duì)排水孔統(tǒng)一處理。注漿時(shí)，要控制好注漿壓力，防止壓力過(guò)大跑漿或是引起結(jié)構(gòu)裂縫，當(dāng)發(fā)現(xiàn)裂縫時(shí)，可以用快凝砂漿勾縫，如果冒漿比較嚴(yán)重，則必須停止注漿，間隔24～48h后，開展二次注漿。

（3）注漿壓力穩(wěn)定上升到設(shè)計(jì)壓力后，持續(xù)10min左右，進(jìn)漿量較少或是不進(jìn)漿時(shí)，便可停止注漿并及時(shí)封孔。停注后要將孔口閥門關(guān)閉，拆下管路沖洗干凈，漿液初凝后，拆卸注漿管，用水泥砂漿填滿注漿孔。

2.5 隧道防水

防水是淺埋隧道施工的重點(diǎn)內(nèi)容之一，本工程為二級(jí)防水，以防為主，防排結(jié)合。采用混凝土自防水，施工防水層，用止水鋼板處理施工縫。在二次襯砌與初期支護(hù)間設(shè)置防水板和土工布，其中二次襯砌為防水混凝土，提高襯砌的防水能力，襯砌施工縫設(shè)置橡膠止水帶，土工布與防水板的鋪設(shè)要點(diǎn)如下：鋪設(shè)前先對(duì)土工布和防水板全面檢查，確認(rèn)質(zhì)量合格后，鋪設(shè)在臺(tái)架上，采用防水無(wú)釘孔法鋪設(shè)，用電動(dòng)熔焊器，將防水板焊接在襯墊上，并將防水板焊接為整體，上下循環(huán)的兩幅防水板接頭預(yù)留出10cm左右作為搭接幅面，雙面焊的焊縫寬度控制在2.0cm[8]。

3 結(jié)語(yǔ)

公路下方淺埋隧道施工是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，為避免施工中引起地表沉降或坍塌，要掌握相關(guān)的施工技術(shù)及實(shí)施要點(diǎn)，并在實(shí)際工程中加以合理運(yùn)用，確保淺埋隧道按質(zhì)、按量、按時(shí)完成。