下穿既有高速公路施工技术研究

1、下穿既有高速公路施工技术研究在新建隧道的施工阶段如果不能够有效的控制， 会导致既有隧道的损失，为了避免高速公路与隧道的施工产生交叉的影响， 所以对施工企业普遍采用下穿的方式进行施工。 下穿施工可以有效的避免对于高速公路的破坏， 但会造成公路的路面以及路基的沉降， 影响交通安全，导致车辆无法正常通行，因此采取合理的措施妥善控制，保证隧道的整体质量安全。1 新建隧道下穿既有高速公路施工技术1.1 前期的准备工作在进行隧道施工之前需要充分考察施工现场的水文地质条件， 气候状况以及综合的环境情况， 综合分析这些因素， 充分评估之后设计出合理的施工方案。 具体需要考虑的因素包括路基的变形塌陷对交通情况带

2、来的影响， 衬砌出现裂纹以及裂缝对交通可能造成的影响。 除了之外，还需要对于高速公路交叉位置可能出现的外力情况进行评估。在开始施工之前应当检查衬砌的回填区域以及具体的厚度， 了解混凝土结构的裂缝以及强度， 碳化的情况， 准确评估该路段是否适合进行下穿施工。1.2 超前长管棚浆的预支护技术在进行既有高速公路交叉隧道下穿施工之前需要进行超前长管棚预支护，首先应当进行长管棚的制作和加工， 一般采用热轧无缝钢管或者钢花管，管壁的厚度为 6mm，外径的尺寸为 90mm。在施工使用之前需要进行加工的处理， 把两端的位置加工为外丝扣， 外插的角度控制为 5 度左右，间距控制在 40 厘米，将所有接错的部位进

3、行连接。相邻的管材之间的环向距应当在 10 厘米以下，长管棚在施工时的径向误差控制在 20 厘米之内。加工之后需要打孔并且进行清理，确保内部干净完整，避免出现岩渣以及碎石，保证工程质量达标。在钻孔时，整体的形状应当与梅花相似，在钢花管的尾部设置止将段，保证密封，孔洞的直径控制在 10 厘米左右。最后进行注浆，为了保证预支护的整体质量需要使用水泥浆液，与水灰的配置比例为 1：1，压力控制在 0.5 至 2.0MPa，在注浆前期需要进行试验，确定合适的压力以及比例，充分搅拌进行施工。1.3 优化相关的参数，加强监测在施工过程中需要考虑到高速公路的实际情况，增加衬砌的强度，保证结构的质量以及安全，

4、可以采用厚度加大的钢筋网以及强度较高的混凝土，提高整体结构的刚性。优化相关的参数，做好二次施工的准备，使用更高强度的材料保证质量。下穿施工具有一定的隐蔽性，需要在施工结束之后做好验收工作。2 具体的工程实例某公路隧道设计为六车道双洞的结构，其中最小埋深为4.5 米，最大埋深为 59.5 米，右线 YK10+350-YK11+070共计 720 米，左线ZK10+310-+980 共计 670 米。该工程主要的土层结构包括强风化砂岩，微风化砂岩，残积粘性土，构造破碎带，强风化炭质砂岩， V 级围岩 785 米，占总量的 56.5%，VI 级围岩 475 米，占总量的 34.2%， IV 级围岩

5、130 米，占总量的 9.3%。2.1 具体施工的方案该隧道下穿既有高速公路的部分埋深比较浅，仅为 6 米左右，因此在施工的过程中需要严格控制路面的沉降。 在具体的施工过程中首先需要进行小导管以及大管棚的超前支护施工， 在左侧导坑的位置上台阶进行开挖施工， 同时进行该位置的支护处理， 随后进行右侧导坑的上台阶开挖施工以及相关区域的支护处理。 在两侧的施工完成之后进行中间位置的核心土上台阶开挖， 并同时进行该位置的支护， 随后开始进行核心土的中台阶以及下台阶的开挖处理， 最后进行左侧以及右侧导坑下台阶的开挖， 并且妥善进行支护， 在所有工程结束之后拆除支护的设施，并进行二次的衬砌施工。2.2 隧

6、道工程的支护该工程的隧道需要在右线的出口端YK10+800 YK10+977处以及走线 ZK10+310 ZK10+928处下穿既有高速公路进行施工处理，隧道的中线与高速公路的夹角斜交的角度为45 度至 58 度，埋深为 6 米至 8 米。中心的间距为43.5 米，通过数据分析可知，该隧道为埋深较浅的大断面隧道。 为了保证隧道的结构稳定， 质量达到要求，需要采用断面复合式衬砌结构。 避免围岩结构出现变形， 防止出现坍塌的情况，也可以有效的避免上方高速公路的沉降，保证交通安全。初期的支护格栅拱架主筋的材料选用 25 螺纹钢，环向的钢筋结构采用 14 螺纹钢，工程的中心间距为 245 毫米，中空的

7、注浆锚杆为覫 25 中空锚杆，环向的间距为1 米，长为 4 米，纵向的间距为0.5米，利用网喷混凝土，要求的具体厚度为35 厘米。工程的防水使用PVC板，厚度要求为1.5 毫米，结合 350g/m2的无纺布防水层。主筋的尺寸 28，分布钢筋的尺寸为 18，混凝土的厚度为70 厘米，以此来进行二次衬砌。采用小导管与大管棚的支护形式进行超前的支护，超前的小导管在隧道开挖的过程中随时进行施工，大管棚则需要在开挖的前期进行施工的处理。该工程的小导管采用覫42 的钢管，长为 3 米，在拱部的 180 度范围进行设置，环纵间距为0.3米 1.5米。超前的大管棚采用覫 15910 米的钢管，中间搭接为 5米

8、，中心间距为 30 厘米，双向对打进行施工，按照 180 度的范围进行布置，沿着隧道开挖的整体轮廓外放 15 厘米。2.3 工程具体数值的计算2.3.1 计算所需要的具体参数该隧道工程的整体埋设比较浅，不受地质构造的影响， 各个不同的岩层之间整合进行接触， 属于连续的节奏，在计算的过程中只需要考虑重应力的作用， 不需要考虑地质作用的影响。初期的支护以及临时的支护采用弹性材料以及梁单元的模拟，二次衬砌采用弹性材料模拟以及平面应变单元，底层则采用Mohr-Coulomb 以及平面应变单元的模拟。参考相关部门关于隧道设计的具体标准，考虑车辆的冲击作用，选取合理的路面载荷，设置合理的冲击系数， 最终得

9、出工程建设所需要的各种数值。 结合该工程的实际情况，在施工的过程中下边界距离底板底 3.5 倍的高度开挖， 上边界选取地表的位置， 左右的边界为距离隧道边缘 3 倍的跨洞，工程的上下高位 60 米，左右的长度为 120 米，隧道处于中心的位置。 2.3.2 结构内力的相关分析在实际隧道挖掘的过程中， 开挖完成以及拆除全部临时支护时格栅拱架受到的轴力以及弯矩最大， 这也是隧道工程最容易出现危险情况的阶段。 该工程为双侧壁导坑法施工， 支护结构的轴力以及弯矩数值在临时支护拆除支护明显增加， 应当采用分段拆除的方法，同时加强监控，保证施工安全。初期的支护力在拱顶以及拱脚的位置均匀受压， 左墙角位置的

10、受力最大， 对整体支护结构的稳定性产生不利的影响，在施工过程中需要在墙角的位置进行锁角的锚杆。相关的受力数值如下表所示：同时需要严格控制路面的沉降，在V型的围岩埋深较浅时拱顶部位的位移同隧道宽度之间的比例应当控制在 0.2%左右，通过计算得知本隧道的整体结构比较安全，施工方法基本合理。3 保证施工安全的具体措施3.1 建立完善的管理制度施工单位应当结合实际情况，建立起完善的管理制度， 加强对于操作人员的安全教育， 提高其操作水平，在各个施工阶段落实责任制，建立管理人员的考核机制， 对于不合格的人员进行处罚，管理制度务必细化，全面提高施工管理的整体水平。3.2 加强施工现场管理隧道下穿既有高速公路的施工， 涉及到多个部门的工作， 企业应当加强与其他单位的沟通协调， 保证施工的顺利进行。 在施工的过程中加强对于现场的管理， 及时发现存在的安全隐患， 妥善的进行处理。合理配置企业内部的各