超浅埋隧道下穿公路施工技术研究.docx

超浅埋隧道下穿公路施工技术研究 摘 要：为了满足我国经济发展的要求，各级公路的基础建设在不断完善，施工技术也越来越成熟。在超前埋隧道施工过程中，如果采用的施工措施不合理会导致路面出现大面积沉降和坍塌，严重时会导致交通中断，造价巨大的经济损失，所以施工时需要结合工程的具体情况，合理选择下穿施工技术。以下是结合具体工程，就施工中遇到的技术问题展开的研究。 关键词：超浅埋隧道 大管棚支护 CRD工法 1.工程概况 某隧道工程施工时，需要采用暗挖隧道从公路穿过，暗挖隧道的施工长度为49m，隧道顶部覆盖层的厚度为1.22.7m，为超浅买隧道，隧道使用复合衬砌结构，超前地层采用小导管注浆和管棚支护相结合的方式进行加固处理，然后采用喷射混凝土的方式进行支护处理，二次衬砌采用C30混凝土进行施工。 2.地层结构 工程地层的地层结构为第四系全新统冲积层，该冲积层距地下水的标准距离为124.5m，距地面的距离为10.60m，水位落差不能超过2m。从上到下的顺序为： 填筑土。土层厚度一般在4.564.62m之间；土石的坚硬程度为级坚土。粉质黏土。土层厚度一般在2.362.50m之间；土石坚硬程度为级普通土。卵石夹砂层。距地面在6.927.12m之?g，土层厚度一般在1.362.43m之间；土石坚硬程度为级松土。卵石。距地面在8.489.35m之间，土层厚度大于11.52m；土石坚硬程度为级坚土。 3.施工面临的难题 （1）施工要求隧道的宽度为 11.6m，高度为7.9m，施工难度大。 （2）隧道顶部覆盖厚度极低，仅有1.02.8m的土层，属于超浅埋隧道，在施工中过程中极易出现冒顶坍塌的事故。 （3）隧道下方是洛界高速公路，所以在施工过程中要对沉降严格把控，确保不出现坍塌事故，为高速公路的正常运行提供保障。 （4）隧道土质不适合进行隧道挖掘工作，隧道土质疏松且土层构成的材料不一，大部分区域都是近期人工回填的卵石土、卵石等，很难进行成洞工作，成洞后也非常不稳定易出现坍塌状况。 （5）CRD工法施工步骤复杂，对施工工序要求精准无误。 （6）在施工完成后对隧道进行检测工作，通过对检测数据的分析，对施工不足的地方及时修改。 4.下穿施工步骤 4.1 大管棚的支护工作 （1）利用导向管制作导向拱该高速公路的通信光缆埋设在中央隔离带距地面0.8m处，所以在进行大管棚的施工作业的同时还要保护好高速公路的通信光缆，保证大管棚既不进入隧道内部也不破坏通信光缆，预埋导向管制作导向拱可以有效避免这些问题的出现。将大管棚从隧道起拱线位置作为起点，两根相邻管棚中心的直线距离为30cm，管棚长度为26m，外插角为1。用直径127mm、长2.0m的钢管焊接在三榀拱架上的方法制作导向管，必须根据设计角度对导向管进行测量。确保各导向管不会交叉，导向管立模时管口应紧靠模板。 （2）钻孔注浆作业 在隧道衬砌拱圈人工安设厚壁钢管就是管棚施工的全部内容，主要由卵石土、灰砂等材料构成，成孔作业难度大，所以钻孔采用冲击钻进和重复钻进的方法，保证钻孔位置的精确。管棚施工区域距高速公路的路面只有2m左右，所以在注浆作业时要安排专业人员观察高速路面是否出现异常，防止浆液在管棚埋深最浅处发生泄漏。注浆材料采用32.5R普通水泥，水和灰的比例在0.81.0之间，还有10%水玻璃组成。注浆所需要的压力为0.51.0Mpa，等到泥浆冷却到一定程度后才能进行下一个施工程序。用MK-5钻机逐根顶进大管棚钢管进行钻探工作。 4.2 CRD工法分割施工法 在土质疏松的地层中修建浅埋暗挖隧道，和控制地面沉降和施工安全性的角度考虑，CRD工法是众多工法中最合适的。CRD工法可以有效缩短封闭成环所需的时间，将沉降控制在一定范围内，为了使隧道受力均匀，CRD工法将大断面分割成多个小断面来进行施工。CRD法施工工序见图1。施工要素有以下几点： （1）对路面沉降进行严格检测，施工速度快，及时封闭成环，尽量缩短开挖施工的时间。 （2）全程采用弧型导坑方法进行挖掘工作，避免掌子面的应力松弛现象的出现。 （3）全程采用人工挖掘，不断重复挖掘的距离为0.5m，进行一个工作面挖掘时不得进行另一个工作面的挖掘，结合工程的实际情况，各工作面的施工距离要严格控制在2m之内。 （4）在隧道洞贯穿后，立即对所有的支护系统进行链接作业，对可以拆除的临时支撑设备进行拆除，为了使二次衬砌的承载力达到最高，必须在链接作业完成后立刻进行。为了使沉降降低，采取在支护设备后面回填注浆来控制沉降，在支护设备链接成整体后进行回填注浆作业，二次注浆工作是在洞内沉降过大时采取的补救措施。具体措施如下：采用42、3.5mm的注浆管对掌子面进行注浆工作，在设入注浆管的时候，需要采用长度为2m，间距为0.8m的布设。在掌子面设入注浆管，注入水泥和水玻璃双液浆。根据测量的数据判断哪些地方需要增设注浆锁脚锚管。在拱顶和支护设备后反复进行注浆工作。将42、3.5mm的注浆管在安装支护设备前埋在拱顶和边墙位置，在支护和围岩的空隙处注入水泥浆。在仰拱的下方进行注浆工作。因为仰拱开挖的过程中，砂卵石会变得松散，造成地层沉降过大的现象。所以在仰拱施工时竖直向下埋设注浆管便于后期注入水泥浆，注浆管的长度为1m，纵向间距为1m，横向间距为2m的梅花形布设。 5.隧道和路面监控的重要性5.1隧道内量测点的布置范围 隧道施工造成的下沉会对路面也造成下沉，所以把隧道内外量测点设在同一水平面上，就可以提高量测数据的准确性，有利于及时采取应急措施。测设的方法如下： （1）在掌子面每次开挖后进行围岩及支护观测，在施工完成区域喷混凝土、锚杆、钢架1次/d。 （2）利用相应的设备进行地表沉降的检查工作。当被测面与工作面的距离大于2B时，2次/d。当被测面与工作面的距离大于5B，1次/2d，当被测面与工作面的距离小于5B时，1次/周。 （3）使用相应设备进行拱顶下沉的检查工作，第115d，2次/d，第1630d，1次/2d，第13个月，12次/周，3个月以上，2次/月。 5.2 量测的标准 将收敛速度作为对支护工作考察的依据，在收敛速度大于5mm/ d的时候，表明支护工作不合格，不能保证施工安全；在收敛速度小于0.2mm/d的时候，表明支护工作合格，可以进行施工操作。如果两周之内量测的数据保持稳定，那么就表明已经达到施工标准，如果两周之内量测数据不稳定，那么就需要调整施工，再次进行量测。 5.3 监测数据的分析与反馈 施工过程中，工作人员会根据监测数据绘制拱顶下沉、水平位移等随着时间和工作面距离的变化而变化的时态曲线图，并对其变化的数据进行研究分析。为了考察支护结构的稳定性，需要对掌子面的拱顶下沉情况、水平位移量进行不定期的监测，通过了解洞内和路面的变形情况及时反馈便于补救工作的开展。 6.结束语 综上所述，该隧道工程利用大管棚对围岩进行支护工作，采用CRD工法时严格遵守“注浆管超前埋设，严格控制注浆次数，控制挖掘尺度，加强支护工作，不定时的进行量测”原则来进行施工，在保证高速公路正常通行的同时，保证了施工安全，