沈 偉

（安徽省六安市金寨縣交通運輸局，安徽 六安 237321）

隨著公路工程項目的增加以及路網(wǎng)覆蓋范圍的擴大，由于客觀地域條件限制，需要采取新建隧道下穿通過既有公路方式解決路線交叉問題。因此，全面了解施工中可能存在的風險因素，準確掌握各項施工技術(shù)的要點，并在施工過程中對各項技術(shù)指標嚴加控制，從而保證新建隧道交叉下穿既有公路施工過程中的安全和質(zhì)量。

1 新建隧道下穿既有公路施工中存在的主要風險因素分析

施工過程中存在地質(zhì)薄弱部位受到施工擾動而產(chǎn)生失穩(wěn)變形的風險，對隧道結(jié)構(gòu)的安全會產(chǎn)生嚴重的影響。隧道圍巖開挖施工時，其含水量也會發(fā)生變化，產(chǎn)生強度下降的風險。同時，如果圍巖的強度下降，就會影響其穩(wěn)定性，增加開挖施工時的風險因素。對隧道進行分段開挖時，在撤換支護結(jié)構(gòu)時，由于需要對力學(xué)體系進行轉(zhuǎn)換，會存在一定的風險性。此外，平行施工也會增加圍巖的擾動。如果在隧道工程的施工區(qū)域降水比較豐沛，且圍巖的水敏性又比較強，會使圍巖增加新的裂隙，影響圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。既有公路上通行車輛的載荷會造成隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低的風險。因此，在施工過程中需要綜合考慮這些風險因素，采取科學(xué)的施工技術(shù)，保證施工的質(zhì)量。

2 施工技術(shù)分析

2.1 采取超前支護方式提高圍巖自穩(wěn)能力

在新建隧道施工的過程中應(yīng)采取分段開挖方式進行施工，并及時對圍巖進行成環(huán)封閉，從而增強圍巖的自承性能。采取有效的降排水措施，進一步提高圍巖的承載能力。在施工要要對施工工序進行合理安排，防止影響相鄰隧道的施工建設(shè)。此外，在開挖過程中，可采取抗滑樁等有效措施減少對堆積土體的擾動破壞，并加強對地面沉降現(xiàn)象的觀測控制，確保相鄰隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使既有公路能夠保證通行正常。

2.2 采用注漿導(dǎo)管、小導(dǎo)管或超前管棚方式進行超前支護

在進行支護施工時，可以在掌子面采用注漿導(dǎo)管的方式來進行臨時性的超前支護，也可以采用小導(dǎo)管注漿或者超前管棚的方式來實現(xiàn)超前支護。超前小導(dǎo)管是穩(wěn)定開挖工作面的一種非常有效的輔助施工方法。在軟弱及破碎巖層施工中，超前小導(dǎo)管對松散巖層起到加固作用，注漿后增強了松散、軟弱圍巖的穩(wěn)定性，有利于完成開挖后與完成初期支護時間內(nèi)圍巖的穩(wěn)定，不至于圍巖失穩(wěn)破壞直至坍塌。通過在對隧道洞口淺埋部分進行支護時比較適合采用小導(dǎo)管注漿或者超前管棚方式施工；而在對下穿既有公路部分進行超前支護施工時，則應(yīng)在掌子面采用注漿導(dǎo)管的臨時超前支護方式，或者采用雙層小導(dǎo)管注漿以及超前長管棚和大管棚的方式來進行支護。

一般來說，超前支護管棚結(jié)構(gòu)主要是由熱軋無縫鋼管來構(gòu)成，且應(yīng)采用長度為32 m的Ф108×6型的鋼管，并將管棚拱部控制在140°范圍內(nèi)。管棚超前支護是為了在特殊條件下安全開挖，預(yù)先提供增強地層承載力的臨時支護方法。超前管棚支護結(jié)構(gòu)的中心應(yīng)與開挖輪廓線保持35 m的間距，并將管棚環(huán)向間的距離控制在50 cm左右。同時外插角的設(shè)計范圍通常應(yīng)在1～2°之間，而在施工階段則應(yīng)將其控制在5～10°的范圍以內(nèi)。管棚支護剛度較大，施工時如再次發(fā)生塌方，塌渣也是落在管棚上部巖渣上，起到緩沖作用。即使管棚失穩(wěn)，其破壞也較緩慢。管棚具有良好的環(huán)槽效應(yīng)，掌子面爆產(chǎn)生的爆炸沖擊波傳播和爆生氣體擴展遇管棚密集環(huán)形孔槽后被反射、吸收或繞射，大大降低了反向拉伸波所造成的圍巖破壞程度和擾動范圍。

在安裝管棚施工過程中，如果圍巖比較軟弱，易碎性較強，則應(yīng)在施工中重點加強對成孔以及塌孔的技術(shù)控制，并保證節(jié)段的拼裝以及注漿施工質(zhì)量。施工時可以采用全液壓鉆機等設(shè)備，合理控制設(shè)備的升級平移，并結(jié)合使用有線導(dǎo)向儀來保證導(dǎo)向的精確性，從而使終孔誤差不超過25 cm，以減少對圍巖的擾動影響。在鉆進施工時，應(yīng)精確控制鉆進速度以及管棚偏角，并采用低速鉆進的方式適當增加偏角，從而為頂進安裝作業(yè)創(chuàng)造便利條件。在頂進前應(yīng)根據(jù)長度的設(shè)計要求合理搭配鋼管節(jié)，盡量減少接頭的數(shù)量。在注漿施工前，應(yīng)先進行注漿試驗并確定注漿的配比。完成注漿后則應(yīng)迅速充填水泥砂漿，以保證管棚的強度能夠達到技術(shù)要求。

2.3 隧道下穿開挖施工以及支護技術(shù)

（1）利用雙側(cè)壁導(dǎo)坑技術(shù)進行開挖施工。在隧道開挖施工中要采用平行作業(yè)的施工方式，并合理安排雙側(cè)壁導(dǎo)坑的施工順序，以保證施工進度的順利推進。在施工中應(yīng)采用雙側(cè)壁坑的施工技術(shù)來進行左右導(dǎo)洞的開挖作業(yè)，隧道左右線之間的距離控制在30 m左右，在左線應(yīng)先進行右導(dǎo)洞的施工，在右線則應(yīng)先進行左導(dǎo)洞的開挖。而相鄰掌子面間則應(yīng)保持至少15 m的間距。單洞的左右兩側(cè)的導(dǎo)坑應(yīng)相互錯開15 m左右，且側(cè)壁導(dǎo)坑應(yīng)比拱部的支護結(jié)構(gòu)超前5 m左右。

（2）對圍巖進行爆破的施工技術(shù)要點。圍巖在爆破施工時會受到嚴重的影響，這主要是由爆破所引起的振動而造成的，而振動速度的大小則直接關(guān)系到圍巖的穩(wěn)定性。經(jīng)過對實踐經(jīng)驗的總結(jié)發(fā)現(xiàn)，當振動速度在12 cm/s以下時對圍巖的擾動最小。而影響振動速度的因素則包括爆破裝藥量、炸藥類型，圍巖結(jié)構(gòu)的具體條件，爆破順序以及與爆源的間距等。因此，在爆破作業(yè)中要根據(jù)實際情況來對爆破各項參數(shù)進行合理的設(shè)置，例如，在布置炮眼時應(yīng)按照密且淺的方式來設(shè)置，同時應(yīng)精確控制單眼裝藥量，并采用微差方式來進行爆破作業(yè)，以達到微震的效果，降低振動強度。此外，為了在爆破時準確控制振動速度，應(yīng)將循環(huán)進尺設(shè)定為1.5 m左右，這樣就可以保證振動速度約為3 cm/s。

（3）對隧道進行臨時支護的施工技術(shù)要點。在隧道的下穿施工過程中應(yīng)及時封閉完成開挖部分，并盡快對其進行支護，以防止圍巖發(fā)生變形的問題。開挖完成后要立即將拱架安裝到位，并在核心土側(cè)采用超前錨桿與噴射混凝土相結(jié)合的支護方式，同時應(yīng)將臨時仰拱架設(shè)到位，使其成環(huán)封閉。由于隧道拱形結(jié)構(gòu)較為扁平，不利于應(yīng)力的均勻分布，使得拱角處的應(yīng)力較為集中，對基礎(chǔ)的承載性能提出了較高的要求，但同時隧道洞口圍巖受風化作用的影響比較強，其強度相對較低，因此，可以利用1 m×1 m規(guī)格的混凝土墊塊來作為臨時仰拱。

2.4 硬化隧道邊緣地表的施工技術(shù)要點

對隧道地表進行注漿預(yù)加固后，還應(yīng)采取硬化措施對隧道邊緣10 m以內(nèi)的地表進行處理，避免地表水出現(xiàn)下滲的情況，這樣可以有效隔斷地表水對地下水的補給。在隧道下穿既有公路的施工過程中，預(yù)加固注漿漿體固結(jié)以及施工擾動都會增加土體的沉降量，所以，需要采取補償性注漿的方式來充填地層空隙。而在隧道成拱后，還會受到漿液收縮、超挖以及土體固結(jié)等因素的影響而造成土體沉降的進一步增加，因此，需要采取補償性抬升注漿的施工技術(shù)來進行處理，從而對地表的沉降問題進行有效的控制。

3 結(jié)語

隨著公路工程建設(shè)規(guī)模和數(shù)量的增加，新建隧道需要下穿既有公路，對施工技術(shù)提出了更高的要求。施工中必須充分掌握施工的各項技術(shù)要點，提高施工操作的規(guī)范性，同時，對施工過程中存在的各種風險因素進行全面的分析，加強施工中的技術(shù)管控，才能更好地保證施工的質(zhì)量和安全。