淺埋大跨隧道下穿既有公路施工

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1、淺埋大跨隧道下穿既有公路施工摘要：社會進步、經(jīng)濟發(fā)展、人們生活水平不斷提高，大規(guī)模的交通建設(shè)勢在必行。基于充分利用地下空間與環(huán)境保護并行的原則，加之考慮能否充分利用圍巖的自承能力，交通建設(shè)廣泛采用淺埋隧道下穿既有公路施工方法。本文介紹了淺埋隧道下穿既有公路的施工方法及相應(yīng)的支護措施。關(guān)鍵詞：隧道施工方法；支護措施；淺埋大跨；下穿公路中圖分類號：U45文獻標(biāo)識碼：A引言：近年來，基于邊坡及環(huán)境保護的要求，隧道工程的選址一般遵循“早進洞、晚出洞”的原則，部分隧道施工實現(xiàn)了“零”開挖。為此，部分隧道需要以淺埋－超淺埋的形式下穿既有公路。雖然淺埋暗挖法在我國的推廣應(yīng)用已有時日，在此類隧道施工過

2、程中，隧道結(jié)構(gòu)及圍巖的穩(wěn)定性、地表下沉、既有道路的保暢、交通動荷載對圍巖穩(wěn)定性的影響等，均是開挖方法及支護措施的選擇和實施時需要關(guān)注的。一、施工中存在的主要風(fēng)險1.7在軟弱圍巖中施作淺埋大斷面隧道，由于圍巖巖體破碎、強度低，自穩(wěn)能力差，巖體開挖后不能夠自然成拱，在開挖期間需要得到有效的超前支護才能保證圍巖不出現(xiàn)過大變形、甚至失穩(wěn)，從而影響相鄰結(jié)構(gòu)的安全。2.隧道圍巖屬于強－中風(fēng)化千枚巖，巖體開挖引起的含水量的變化，強度出現(xiàn)快速降低，要求開挖－支護環(huán)節(jié)緊密配合，及時封閉開挖面，確保施工安全。3.由于受圍巖自穩(wěn)時間短，強度低，開挖引起的應(yīng)力重新分布對圍巖的穩(wěn)定性影響顯著，必須采用分部開挖的

3、方法，及時封閉開挖空間，才能不使圍巖強度出現(xiàn)過大損傷，充分利用圍巖的自承能力。為此，需要制訂合理的開挖支護工序及工藝。4.在分部開挖過程中，需要撤換臨時支護體系，同一斷面施工步驟較多，施工力學(xué)體系轉(zhuǎn)換復(fù)雜，施工風(fēng)險較大。5.相鄰隧道間距小，屬于小凈距隧道。受工期限制，左、右線隧道需要平行作業(yè)。開挖引起的圍巖擾動范圍相互疊加，需要合理組織兩隧道的施工工序，降低相互影響。6.隧道所在區(qū)域降水較為豐富，圍巖裂隙發(fā)育且水敏性強，隧道開挖引起應(yīng)力重新分布必然導(dǎo)致開挖輪廓線周圍的圍巖產(chǎn)生新的裂隙，需要加強地表降水和隧道底部積水的引排，確保圍巖不出現(xiàn)長時間的浸泡而引起強度降低。二、施工方法7施工方法

4、的選擇和實施必須考慮控制施工風(fēng)險。施工要點可以概括為：（１）加強超前支護，提高圍巖的自穩(wěn)能力；（２）采用分部開挖，及時封閉圍巖，開挖空間及時封閉成環(huán)，充分發(fā)揮圍巖的自承能力；（３）合理組織施工工序，減小相鄰隧道施工的相互影響；（４）實施有效的排水措施，保護圍巖的承載能力；（５）為避免開挖過程中對原有堆積土體破壞和擾動，需施作必要的輔助措施，如抗滑樁等；（６）控制地表沉降，確保既有公路的通暢和相鄰結(jié)構(gòu)的安全。以下從超前支護、開挖與初期支護、二次襯砌施作等三個方面予以說明。1．超前支護措施工程應(yīng)用的超前支護措施包括兩種：（１）超前管棚及小導(dǎo)管注漿；（２）掌子面臨時支護拱超前注漿導(dǎo)管。前者應(yīng)

5、用于整個洞口淺埋段，后者僅應(yīng)用于下穿公路段的超前支護。其中，下穿公路段的超前支護措施包括：大管棚、在長管棚之下設(shè)置雙層４２小導(dǎo)管雙液注漿、掌子面設(shè)置臨時超前注漿導(dǎo)管。以下分超前管棚和超前導(dǎo)管分別予以說明。1．1超前管棚（1）結(jié)構(gòu)。超前管棚采用?１０８×６熱軋無縫鋼管超前管棚，長度３２ｍ。管棚設(shè)置于拱部１４０°范圍內(nèi)。其中心位于距開挖輪廓線外３５ｃｍ。管棚環(huán)向間距５０ｃｍ，外插角設(shè)計為１°～２°，施工必須控制在５°～１０°。管棚節(jié)段采用絲扣連接，節(jié)段長度５～６ｍ。7以長１５ｃｍ的絲扣連接。外露端支撐在鋼支撐上。鋼支撐采用Ｉ２２ｂ型型鋼，縱向間距５０ｃｍ。管棚安裝的施工誤差徑向不大于２０ｃ

6、ｍ，環(huán)向間距不大于１０ｃｍ。鋼管內(nèi)注Ｃ２５水泥漿。（２）管棚安裝。由于圍巖軟弱、破碎，管棚安裝的主要環(huán)節(jié)為：成孔與塌孔處理；節(jié)段拼裝與安裝；注漿等。成孔與塌孔處理：采用全液壓水平鉆機，鉆機平臺能平移和升降。采用有線導(dǎo)向儀，嚴(yán)格控制導(dǎo)向精度。終孔偏差控制在２５ｃｍ以內(nèi)，減小對圍巖的擾動。嚴(yán)格控制鉆進速度，采用低速鉆進。主要采用直徑為?１２７ｍｍ的導(dǎo)向管，對于圍巖極其破碎，出現(xiàn)塌孔、卡鉆時，變更為直徑?１３４ｍｍ的導(dǎo)向管。為了保證管棚的偏角，必須考慮鉆桿、鉆頭本身有自重，及其在鉆進過程中出現(xiàn)的下垂現(xiàn)象，根據(jù)施工實際，加大偏角１°～５°。圍巖成孔困難或出現(xiàn)塌孔時，采用泥漿作為循環(huán)液，確保成孔

7、。節(jié)段拼裝與安裝：成孔后鋼管頂進前，應(yīng)清除孔道內(nèi)巖渣、碎石等。7鋼管上鉆注漿孔，孔徑１０～１５ｍｍ，呈梅花形布置。尾部留不鉆孔的止?jié){段１５０ｃｍ，管棚前端加工成錐形，以便于安裝頂進。管棚的接頭處為受力薄弱點，為不影響大管棚的強度，頂進前，將要頂進的鋼管節(jié)搭配到設(shè)計長度并試拼接，做好記錄，以保證隧道縱向同一斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于５０％。通過調(diào)整節(jié)段長度，使相鄰鋼管的接頭至少需錯開１ｍ，然后根據(jù)鋼管節(jié)逐一頂進。注漿：管棚注漿采用水泥漿液，注漿參數(shù)為水