下穿既有高速公路隧道施工及路面安全防控研究

史立濤

摘 要 公路隧道施工過程中，路面結(jié)構(gòu)及地質(zhì)環(huán)境均會(huì)受到下穿隧道施工的影響，誘發(fā)臨近的高速公路隧道形狀變化，引起公路沉降或者路面開裂情況，本文就下穿既有高速公路隧道施工過程為例，分析了對(duì)應(yīng)的路面安全防控措施。

關(guān)鍵詞 下穿既有;高速公路;隧道施工;路面安全

下穿既有高速公路隧道施工質(zhì)量的高低直接關(guān)系到人們的正常生活和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的順利進(jìn)行，只有加強(qiáng)路面安全防控，才有利于確保交通的順利進(jìn)行，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定，提升人們幸福感。本文就路面安全防控方式展開研究。

1工程概況

本研究所選取的下穿既有高速公路隧道下穿的條件為DK77+660-DK77+760，該隧道長(zhǎng)度為100米，交角度數(shù)60度，公路的建設(shè)寬度為48米，路面標(biāo)高為179.44米，路面距離隧道開挖頂面的長(zhǎng)度為13.2米。該工程建設(shè)的地質(zhì)條件為粉質(zhì)黏土，風(fēng)化程度嚴(yán)重，巖體出現(xiàn)破碎，呈現(xiàn)節(jié)理性發(fā)育情況，雨季存在基巖裂縫。

2下穿高速公路的施工設(shè)計(jì)

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和勘查，發(fā)現(xiàn)該高速公路隧道的DK77+780-DK77+760段埋入長(zhǎng)度在5.17米～6.5米之間，該階段屬于特淺埋位置。為提升建設(shè)的安全性，可在DK77+778位置，進(jìn)行φ89超前中管棚的打造，其單層厚度為30米，管棚設(shè)置長(zhǎng)度控制在30米。DK77+820-DK77+760段處于低洼位置，水資源豐富，土質(zhì)為粉質(zhì)黏土，碎石土，風(fēng)化嚴(yán)重，巖體破碎嚴(yán)重，發(fā)生涌水、塌陷及坍塌的可能性較高，可應(yīng)用5米徑向其內(nèi)部注漿，逐漸范圍保持在60米以內(nèi)，以發(fā)揮止水目的。在建設(shè)過程中，必須強(qiáng)化施工質(zhì)量的監(jiān)管，合理選擇爆破方式，優(yōu)化爆破量的選擇，對(duì)行車進(jìn)行監(jiān)控，密切關(guān)注地表沉降情況，關(guān)注洞內(nèi)穩(wěn)定程度和沉降情況，以降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率[1]。

3路面安全防控的重要內(nèi)容

（1）爆破施工。隧道拱部應(yīng)采用光面爆破方式干預(yù)，邊墻設(shè)計(jì)應(yīng)用預(yù)裂爆破方式進(jìn)行，以控制爆破作為爆破施工的核心，應(yīng)用拋擲爆破方式進(jìn)行掏槽干預(yù)，以實(shí)現(xiàn)爆破施工技術(shù)綜合控制的效果。依據(jù)工程地質(zhì)情況，結(jié)合施工技術(shù)，以間隔炮孔方式及多鉆孔方式進(jìn)行炸藥的安裝，從雙側(cè)壁的導(dǎo)坑開展爆破施工，爆破過程應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行。

（2）大管棚施工工藝。無縫管鋼進(jìn)行超前大管棚支護(hù)措施干預(yù)，其管壁厚度為8毫米，為雙層φ159mm，管內(nèi)部包含鋼筋支護(hù)，規(guī)格為φ18，數(shù)量為3，施工過程中以三循環(huán)施工方式進(jìn)行。在不同斷面的施工長(zhǎng)度分別控制在35米、60米和30米，以開展支撐循化段干預(yù)[2]。大管棚環(huán)向的層間距應(yīng)設(shè)置為40厘米，間距設(shè)置為4厘米，各部位分在開挖過程中，均需要采用分區(qū)操作方式進(jìn)行，設(shè)置管棚外插角度在4度左右，為降低循環(huán)管棚末端影響，第一循環(huán)的外插角度應(yīng)設(shè)置為5度。

4施工監(jiān)測(cè)

基友高速公路隧道的監(jiān)測(cè)大都在其交叉點(diǎn)前后100米的范圍之內(nèi)，其路塹邊坡及路面極易受到震動(dòng)的影響，所以監(jiān)測(cè)過程中必須從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

（1）監(jiān)測(cè)爆破地震波峰值。監(jiān)測(cè)過程中應(yīng)用國(guó)產(chǎn)振動(dòng)信號(hào)記錄儀開展，由探頭、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的微機(jī)共同組成這一監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置應(yīng)選擇在既有隧道的中部，于路面與隧道之間的交叉點(diǎn)各設(shè)置一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，連接兩焦點(diǎn)后，在外延部位及連接線中間位置進(jìn)行測(cè)點(diǎn)布置，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量布置為2×5。并開展監(jiān)測(cè)路面質(zhì)點(diǎn)位移，對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行地震波的監(jiān)測(cè)，對(duì)兩側(cè)頻率與隧道路面的地震波進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

（2）分析爆破情況。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)研究的結(jié)果進(jìn)行分析，距離較近的交叉重疊隧道在開展穿越施工的過程中，爆破震動(dòng)會(huì)影響既有隧道健全度、爆破藥物用量、地層條件及爆源距離的影響，除此以外，爆破模式和炸藥的選擇也會(huì)對(duì)爆破震動(dòng)產(chǎn)生影響，為盡可能地降低爆破震動(dòng)的速度，可在交叉點(diǎn)前后部位2～3倍范圍內(nèi)進(jìn)行施工，并對(duì)一下因素進(jìn)行把控。第一，在隧道開挖的爆破過程中，布點(diǎn)位置應(yīng)與兩側(cè)爆破點(diǎn)和隧道拱頂上方位置接近，并測(cè)量地震波。第二，在高速公路地面及隧道上方進(jìn)行測(cè)點(diǎn)布置，從路面實(shí)際出發(fā)，以保障施工期間路面的絕對(duì)安全，路面施工爆破過程中，保證路面的震動(dòng)速度在規(guī)定范圍之內(nèi)。第三，應(yīng)用微震爆破進(jìn)行爆破技術(shù)的控制，這一技術(shù)能夠?qū)ψ畲蠖挝恢帽频挠盟幜窟M(jìn)行決定，有利于削弱爆破的震動(dòng)速度，降低爆破震動(dòng)波的疊加。第四，需要應(yīng)用孔內(nèi)控制微差方式進(jìn)行起爆，以增加爆破起爆段的間隔為方式，降低振動(dòng)波疊加的可能性，對(duì)爆破震動(dòng)效應(yīng)進(jìn)行控制，有效對(duì)微差爆破產(chǎn)生控制?？梢?，采用上述四種方式，能夠?qū)Ρ凭嚯x、邊坡結(jié)構(gòu)、路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理分析，保障質(zhì)點(diǎn)爆破的安全速度，確保單次起爆的裝藥量最大，確保高速公路的安全性。

（3）初期支護(hù)措施。隧道下穿高速公路的拱部角度為120度，以中空注漿錨桿方式進(jìn)行系統(tǒng)錨標(biāo)，以普通砂漿進(jìn)行邊墻設(shè)置，該錨桿的長(zhǎng)度應(yīng)為3.5米，彼此之間的距離間隔應(yīng)保持在0.5×0.75米。采用I20a的鋼架進(jìn)行拱架部位支護(hù)，保持全環(huán)處于封閉狀態(tài)之下，間距應(yīng)控制在0.5米?；炷恋膰姾穸葢?yīng)控制在25厘米，鋼筋網(wǎng)片應(yīng)選取φ8@15×15參數(shù)。

（4）下沉處理技術(shù)。對(duì)公路邊坡進(jìn)行觀測(cè)，處理爆破震動(dòng)誘發(fā)的落石情況，合理在坡腳位置進(jìn)行遮擋板的設(shè)置，設(shè)置安全網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)。若是由于爆破震動(dòng)誘發(fā)裂縫，必須重新進(jìn)行噴混，并重新應(yīng)用錨桿進(jìn)行加固。在對(duì)路面坍塌情況進(jìn)行處理過程中，首先需要封閉處理公路地表坍坑，對(duì)裂縫進(jìn)行夯填，采用混凝土噴射方式對(duì)坍塌的口都坡面及裂縫的四周進(jìn)行處理，以降低裂縫繼續(xù)風(fēng)化的可能性。其次，強(qiáng)化洞內(nèi)排水，暫不清理洞內(nèi)的塌方物質(zhì)，采用5厘米的厚木板對(duì)塌方物進(jìn)行支擋，使其向洞外移動(dòng)。最后，對(duì)塌方段應(yīng)用超前小導(dǎo)管管棚注漿方式進(jìn)行處理。

5結(jié)束語

依據(jù)這一隧道工程施工方式，分析了高速公路在隧道施工中面臨的問題，并分析了對(duì)應(yīng)的解決方式，依據(jù)施工場(chǎng)地情況、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件，分析了隧道開挖可能對(duì)路面產(chǎn)生的不良影響，并針對(duì)性的制定了加固方案，降低了隧道開挖對(duì)高速公路路面產(chǎn)生的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 張紹鵬.鐵路隧道下穿既有高速公路隧道施工控制技術(shù)研究[J]. 智能城市，2018，4（10）：91-92.

[2] 林弟濤.鐵路隧道下穿既有高速公路隧道施工控制技術(shù)研究[J]. 中國(guó)建材，2019，436（4）：119-121.