雙線鐵路隧道下穿既有高速公路的施工技術

馬紅星

（中鐵十九局集團第七工程有限公司，廣東珠海 519020）

0 引言

近年來，隨著我國交通建設設施的不斷快速發展和對地下空間的利用率不斷加大，國內大多數區域對地下空間綜合利用的開發需求逐步加大。受到既有建（構）筑物體的地理或地質條件限制，隧道采用隧道工程立交下穿建（構）建物的設計和實際工程項目越來越多，而且在施工過程中，有很大概率會損壞既有隧道，所以需要提高隧道施工技術來降低對緊鄰鐵路隧道的影響。在不影響其他道路正常運營的情況下保證施工效率與質量，也是順利發展我國交通建設的有效保障。

1 工程概況

某雙線鐵路隧道長為555 m，軌面以上隧道有效凈空面積93 m2，該處隧道埋深為3 m。為了保障了施工安全的同時提高施工效率，可以借助CRD（交叉中隔墻法）工法對隧道內部進行實時監測。施工采取內外兩層前后襯砌以及下穿方案。隧道在進行初期支護噴混凝土時要達到設計厚度280 mm，一次襯砌噴混凝土要達到設計值500 mm 厚，仰拱噴混凝土要達到設計值600 mm 厚，水溝溝身、電纜槽槽身噴c25 混凝土并達到設計值。另外，下穿高速公路段隧道的地質環境需要仔細分析及勘察。

2 控制隧道施工技術的重要意義

在現階段的隧道施工發展過程中，由于其施工技術工序煩瑣并且容易發生事故，所以，需要對鐵路隧道下穿既有高速公路隧道提出施工規范，可以對施工技術起到約束作用，在一定程度上保證了施工安全。不過，在施工的同時還要保障既有隧道可以正常使用。因此，可以借鑒外國的先進技術，選取最佳的施工方案，嚴格控制技術規范，工程還應遵守從實際出發的原則，只有這樣才能保證隧道安全運營、減少施工對隧道的影響。

3 下穿隧道的施工步驟

（1）在隧道內進行暗挖施工時需要設置鋼架作為超前支護，對施工進行保護，在機械或控制性弱爆破后的I 部噴混凝土錨網噴封閉掌子面，噴灑厚度要達到設計值，否則需要反復噴混凝土。當混凝土不足夠密實時可以采取架設鋼架和鎖腳鋼管的措施，鞏固超前支護。鋼架要達到規定強度，可以分別采取I22a和I18 型號，也可以注漿加固混凝土。混凝土達到設計厚度以及強度后，需要再次噴混凝土到設計值。

（2）II 部噴混凝土所采取的設備同I 部相同，噴灑厚度要達到設計值，如果沒有達到規定厚度需要反復噴混凝土。當混凝土不足夠密實時可以采取架設鋼架和鎖腳鋼管的措施，鞏固超前支護。鋼架要達到規定強度，可以分別采取I22a 和I18 型號，也可以注漿加固混凝土。混凝土達到設計厚度以及強度后需要再次噴混凝土到設計值。II 部與I 部的超前支護需要保持0.6 m左右的距離。

（3）開挖III 部和IV 部并設置初期支護的步驟同II 部和I部一樣。

（4）借助錨桿支護巖塊以及增強巖塊之間的連接，然后掛網噴灑混凝土到設計值。

（5）對V 部、VI 部進行初期支護。

4 鐵路隧道下既有高速公路隧道施工控制

4.1 隧道大管棚施工安全控制

在鐵路隧道下既有高速公路隧道施工過程中，為了加固和支護圍巖，采取管棚技術，會在隧道內頂部設置鋼筋籠，這是為了確保順利進洞和安全掘進。鋼筋籠是由長40 m、直徑108 mm的大管棚構成，大管棚一圈需要用到至少31 根直徑約6 mm 的無縫鋼，大管棚之間的距離需要控制在0.4 m。由于隧道鉆孔的施工順序是自頂部到兩邊，所以為了達到施工規范，需要提升鋼管的強度，添加4 根螺紋鋼筋在鋼筋籠中，并且要遵守每添加一根鋼筋就進行一次注漿的工序，結束了壓強步驟。為了避免施工內部出現坍塌情況，需要加具有穩定開挖作用的超前小導管。同時為了支護工作面外部也可以加設超前小導管并注漿，支護每環至少需要31 根超前小導管，并且每環之間間隔40 cm。

4.2 爆破施工安全控制

在爆破施工過程中要結合運用安全控制技術，這樣可以有效保證隧道爆破過程中的安全性，爆破時隧道的振動頻率和破損情況是衡量爆破數據的參考。為了提升隧道爆破的安全性，要嚴格控制鐵路隧道既有高速公路爆破的振動速度，可以根據場地實際情況選擇爆破程度、炸藥量等，將振動速度控制在4 cm/s以下。或者參考隧道的地質環境來選擇爆破模式，通過控制炸藥量來控制爆破范圍。為了保證既有高速公路隧道與緊鄰隧道可以正常施工，選取分層分段微差松動的爆破模式，模式具有等距離炮孔、鉆孔裝藥的特點，爆破模式受炸藥量、裝藥情況、隧道地質環境的影響，所以要選取合理的爆破模式。挖掘隧道的其余部分可以借助機械設備，并且隧道爆破的范圍和振動頻率不可以影響到高速公路車道正常運行以及緊鄰隧道的挖掘工作，隧道施工注重整體工序和環節細節，可以根據已知的數據來確定單段隧道爆破的炸藥量，并且開挖范圍可以是距離邊緣車道5～12 m（圖2）。

圖2 炮眼布置

對既有高速公路進行安全檢測時，需要檢測以下4 項內容：①爆破時的振動頻率；②襯砌表面局部變形；③路基沉降程度；④道路結構相對變形。以上測量數據作為參考，來確定襯砌力學行為和底層的穩定性規律。同時為了提高施工安全性，合理且仔細地設置監測點，從而得到控制測量的基準線、基準面。

4.3 加強掌子面穩定措施

為了鞏固掌子面及加強強度，可以在拱部局部添加超前小導管以及上下部拱架銜接位置添加縮腳注漿鋼骨，并且注漿加固。同時，施工期間爆破不易造成太大影響，所以可以采取分塊分段的微差松動爆破模式，對爆破頻率進行控制。在挖掘過程中每當開挖一處后，需要對掌子面進行錨固、鋼筋網等支護，如果還存在松散情況可以進行注漿加固。當隧道初期支護完工后，上部要加固初始高速路填筑物并且填滿鋼架與噴射砼間的縫隙，避免出現松散情況。嚴格遵守“合理的爆破模式、支護牢固、多勘測、封閉及時”施工規范。

5 結束語

對于雙線鐵路隧道下穿既有高速公路隧道施工，其特點是隧道下穿運行的同時還可以進行隧道施工，所以需要提高隧道施工技術來降低對緊鄰鐵路隧道的影響，在不影響其他道路正常運營的情況下保證施工效率與質量。施工時需要考慮隧道周圍的地質環境和圍巖情況，因為既有高速公路隧道會受到深淺層地質的影響。為了防止路面沉降程度過大，返工時施工復雜，所以在隧道施工過程中需要對各個工序做好回填注漿措施。這樣可以有效地保證下穿隧道的施工效果，順利且快速地發展我國的交通建設設施。