浅埋大跨隧道下穿既有公路施工

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1、浅埋大跨隧道下穿既有公路施工摘要：社会进步、经济发展、人们生活水平不断提高，大规模的交通建设势在必行。基于充分利用地下空间与环境保护并行的原则，加之考虑能否充分利用围岩的自承能力，交通建设广泛采用浅埋隧道下穿既有公路施工方法。本文介绍了浅埋隧道下穿既有公路的施工方法及相应的支护措施。关键词：隧道施工方法；支护措施；浅埋大跨；下穿公路中图分类号：U45文献标识码：A引言：近年来，基于边坡及环境保护的要求，隧道工程的选址一般遵循“早进洞、晚出洞”的原则，部分隧道施工实现了“零”开挖。为此，部分隧道需要以浅埋－超浅埋的形式下穿既有公路。虽然浅埋暗挖法在我国的推广应用已有时日，在此类隧道施工过

2、程中，隧道结构及围岩的稳定性、地表下沉、既有道路的保畅、交通动荷载对围岩稳定性的影响等，均是开挖方法及支护措施的选择和实施时需要关注的。一、施工中存在的主要风险1.7在软弱围岩中施作浅埋大断面隧道，由于围岩岩体破碎、强度低，自稳能力差，岩体开挖后不能够自然成拱，在开挖期间需要得到有效的超前支护才能保证围岩不出现过大变形、甚至失稳，从而影响相邻结构的安全。2.隧道围岩属于强－中风化千枚岩，岩体开挖引起的含水量的变化，强度出现快速降低，要求开挖－支护环节紧密配合，及时封闭开挖面，确保施工安全。3.由于受围岩自稳时间短，强度低，开挖引起的应力重新分布对围岩的稳定性影响显著，必须采用分部开挖的

3、方法，及时封闭开挖空间，才能不使围岩强度出现过大损伤，充分利用围岩的自承能力。为此，需要制订合理的开挖支护工序及工艺。4.在分部开挖过程中，需要撤换临时支护体系，同一断面施工步骤较多，施工力学体系转换复杂，施工风险较大。5.相邻隧道间距小，属于小净距隧道。受工期限制，左、右线隧道需要平行作业。开挖引起的围岩扰动范围相互叠加，需要合理组织两隧道的施工工序，降低相互影响。6.隧道所在区域降水较为丰富，围岩裂隙发育且水敏性强，隧道开挖引起应力重新分布必然导致开挖轮廓线周围的围岩产生新的裂隙，需要加强地表降水和隧道底部积水的引排，确保围岩不出现长时间的浸泡而引起强度降低。二、施工方法7施工方法

4、的选择和实施必须考虑控制施工风险。施工要点可以概括为：（１）加强超前支护，提高围岩的自稳能力；（２）采用分部开挖，及时封闭围岩，开挖空间及时封闭成环，充分发挥围岩的自承能力；（３）合理组织施工工序，减小相邻隧道施工的相互影响；（４）实施有效的排水措施，保护围岩的承载能力；（５）为避免开挖过程中对原有堆积土体破坏和扰动，需施作必要的辅助措施，如抗滑桩等；（６）控制地表沉降，确保既有公路的通畅和相邻结构的安全。以下从超前支护、开挖与初期支护、二次衬砌施作等三个方面予以说明。1．超前支护措施工程应用的超前支护措施包括两种：（１）超前管棚及小导管注浆；（２）掌子面临时支护拱超前注浆导管。前者应

5、用于整个洞口浅埋段，后者仅应用于下穿公路段的超前支护。其中，下穿公路段的超前支护措施包括：大管棚、在长管棚之下设置双层４２小导管双液注浆、掌子面设置临时超前注浆导管。以下分超前管棚和超前导管分别予以说明。1．1超前管棚（1）结构。超前管棚采用�１０８×６热轧无缝钢管超前管棚，长度３２ｍ。管棚设置于拱部１４０°范围内。其中心位于距开挖轮廓线外３５ｃｍ。管棚环向间距５０ｃｍ，外插角设计为１°～２°，施工必须控制在５°～１０°。管棚节段采用丝扣连接，节段长度５～６ｍ。7以长１５ｃｍ的丝扣连接。外露端支撑在钢支撑上。钢支撑采用Ｉ２２ｂ型型钢，纵向间距５０ｃｍ。管棚安装的施工误差径向不大于２０ｃ

6、ｍ，环向间距不大于１０ｃｍ。钢管内注Ｃ２５水泥浆。（２）管棚安装。由于围岩软弱、破碎，管棚安装的主要环节为：成孔与塌孔处理；节段拼装与安装；注浆等。成孔与塌孔处理：采用全液压水平钻机，钻机平台能平移和升降。采用有线导向仪，严格控制导向精度。终孔偏差控制在２５ｃｍ以内，减小对围岩的扰动。严格控制钻进速度，采用低速钻进。主要采用直径为�１２７ｍｍ的导向管，对于围岩极其破碎，出现塌孔、卡钻时，变更为直径�１３４ｍｍ的导向管。为了保证管棚的偏角，必须考虑钻杆、钻头本身有自重，及其在钻进过程中出现的下垂现象，根据施工实际，加大偏角１°～５°。围岩成孔困难或出现塌孔时，采用泥浆作为循环液，确保成孔

7、。节段拼装与安装：成孔后钢管顶进前，应清除孔道内岩渣、碎石等。7钢管上钻注浆孔，孔径１０～１５ｍｍ，呈梅花形布置。尾部留不钻孔的止浆段１５０ｃｍ，管棚前端加工成锥形，以便于安装顶进。管棚的接头处为受力薄弱点，为不影响大管棚的强度，顶进前，将要顶进的钢管节搭配到设计长度并试拼接，做好记录，以保证隧道纵向同一断面内的接头数不大于５０％。通过调整节段长度，使相邻钢管的接头至少需错开１ｍ，然后根据钢管节逐一顶进。注浆：管棚注浆采用水泥浆液，注浆参数为水