淺埋大斷面黃土隧道下穿公路安全施工技術(shù)分析

董曉明

摘 要 本文把某黃土隧道作為案例，著重分析和探討淺埋大斷面黃土隧道下穿公路安全施工技術(shù)等相關(guān)情況，在具體的施工過(guò)程中，要從根本上有效控制好地表沉降變形等相關(guān)問(wèn)題，以此使施工工作安全推進(jìn)。在這個(gè)過(guò)程中有效采取中管棚配合小導(dǎo)管超前支護(hù)措施，同時(shí)進(jìn)一步充分落實(shí)各項(xiàng)施工技術(shù)，希望通過(guò)本文的簡(jiǎn)要分析，能夠?yàn)榕c之相對(duì)應(yīng)的工程施工提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 淺埋大斷面;黃土隧道;下穿公路;安全施工;技術(shù)措施

1工程概況

本文中所列舉的隧道工程里程為DK998+670～DK1000+220，

全場(chǎng)一共為1550m，是一種比較典型的雙線黃土隧道。隧道都是在直線上面，洞身縱坡為5.05‰單面下坡。隧道下穿G312國(guó)道，立交段隧道覆蓋層厚17m，是淺埋隧道。隧道下穿G312國(guó)道段設(shè)置φ89mm中管棚及φ42mm小導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù)，初期支護(hù)全環(huán)采用I25a型鋼鋼架支護(hù)，并網(wǎng)噴C25混凝土，采用CRD工法開(kāi)挖。隧道洞身下穿的地層主要是第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積砂質(zhì)黃土，第四系中更新統(tǒng)洪積砂質(zhì)黃土。該工程中隧道施工區(qū)域的不良地質(zhì)情況主要包括黃土陷穴及黃土沖溝，特殊巖土包括濕陷性黃土、松軟土及棄填土[1]。

2所列舉工程的主要施工難點(diǎn)

首先，在本工程中所涉及的隧道施工路段，其具體的開(kāi)挖寬度是14.72m，開(kāi)挖高度是12.58m，所涉及的開(kāi)挖斷面的面積為151.59m2，根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)能夠充分看出，這是一種比較典型的大斷面、大跨度的黃土隧道，它的自穩(wěn)定能力相對(duì)來(lái)說(shuō)比較差，對(duì)于施工來(lái)講，面臨著很大的不確定性。其次，該工程隧道的頂部，所涉及的覆蓋層厚度只有17m，是一種十分典型的淺埋黃土隧道，在施工的過(guò)程中特別容易產(chǎn)生某種程度上的冒頂坍塌。第三，下穿的國(guó)道有著特別大的車(chē)流量，所涉及的重載車(chē)輛特別多，全天候交通都特別繁忙，所以在具體施工環(huán)節(jié)，要充分確保整體行車(chē)安全，也面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，第四，下穿段落一共有46m，在隧道洞的內(nèi)部必須要做五環(huán)12mφ89mm中管棚通過(guò)，在具體施工環(huán)節(jié)面臨特別高的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。第五，CRD工法所涉及的施工工序相對(duì)來(lái)說(shuō)比較煩瑣復(fù)雜，對(duì)于工藝有著特別嚴(yán)格的要求，各工序之間互相影響和制約，所呈現(xiàn)出的機(jī)器作業(yè)率相對(duì)來(lái)說(shuō)比較低，勞動(dòng)力比較密集，施工效率不能得到顯著提升，這也是整體工程的難點(diǎn)問(wèn)題。

3該淺埋大斷面黃土隧道下穿公路安全施工的相關(guān)技術(shù)

（1）有針對(duì)性地結(jié)合具體情況，針對(duì)地表進(jìn)行科學(xué)處理。該施工區(qū)域是黃土地區(qū)，有著比較多的沖溝、溶洞、陷穴等相關(guān)情況，因此在實(shí)際施工之前，要著重針對(duì)地表進(jìn)行詳細(xì)深入的勘察，做好切實(shí)有效的處理，從根本上有效降低地表水對(duì)隧道土體的侵蝕程度，從根本上避免對(duì)于隧道施工的安全性，穩(wěn)定性造成負(fù)面影響。在實(shí)際的操作過(guò)程中，要針對(duì)地表的排水系統(tǒng)進(jìn)行不斷的優(yōu)化，對(duì)于淺埋段地表，要有效采用防滲透的封閉措施，針對(duì)地表水進(jìn)行集中處理和排放，與此同時(shí)，也要著重針對(duì)隧道上部的沖溝溝底開(kāi)展封堵硬化，避免流水下滲的問(wèn)題，要針對(duì)洞口進(jìn)行密封處理，同時(shí)要做好密實(shí)回填工作，針對(duì)隧道上的居民蓄水窖、水井等相關(guān)位置可以進(jìn)行切實(shí)可行的改建。除此之外，要把影響施工安全的隱患建筑物進(jìn)行拆除或者對(duì)其進(jìn)行切實(shí)的監(jiān)控保護(hù)。對(duì)地表的開(kāi)裂、沉陷等相關(guān)情況，要進(jìn)行嚴(yán)格細(xì)致的觀測(cè)，著重做好檢查，并結(jié)合監(jiān)測(cè)結(jié)果，進(jìn)行科學(xué)合理的處理。

（2）CRD施工工法。首先，要注重做好超前支護(hù)。DK998+767～DK998+813段46米拱部采用Ф89×5管棚+超前小導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù)，管棚長(zhǎng)12m，縱向9m一環(huán)，環(huán)向間距60cm，外插角0°～3°每環(huán)施做31根，縱向兩環(huán)搭接3m;Ф42×3.5小導(dǎo)管長(zhǎng)4m，縱向3m一環(huán)，環(huán)向間距60cm，外插角10°，每環(huán)施做31根，與管棚間隔設(shè)置。其次，把握好CRD施工工序。CRD工法在應(yīng)用的過(guò)程中要貫徹落實(shí)“小分塊、短臺(tái)階、多循環(huán)、快封閉”的基本原則，在施工的過(guò)程中，要從上到下逐步推進(jìn)，分塊成環(huán)，隨挖隨撐，初期支護(hù)工作要嚴(yán)格落實(shí)。

針對(duì)具體的施工步驟而言，要在大管棚施工作業(yè)之后，以其為保護(hù)措施開(kāi)展相對(duì)應(yīng)的施工，要針對(duì)斷面進(jìn)行有效分割，細(xì)化成為8步，以此進(jìn)行開(kāi)挖，逐步推進(jìn)，所有步驟完成之后再進(jìn)行仰拱及填充，進(jìn)而施工二襯。

需要注意的是，在整體施工過(guò)程中要關(guān)注以下幾方面內(nèi)容：①對(duì)于先行開(kāi)挖步位的中線和高程等相關(guān)情況進(jìn)行有效的控制，進(jìn)一步保證斷面開(kāi)挖的過(guò)程中能夠保持圓順的狀態(tài)，同時(shí)針對(duì)鋼孔架也要進(jìn)行科學(xué)合理的安裝。②及時(shí)有效地進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)量，并進(jìn)行切實(shí)有效的信息反饋，針對(duì)施工方法進(jìn)行有效調(diào)整。加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，作好信息反饋，及時(shí)調(diào)整施工方法。臨時(shí)支護(hù)構(gòu)件在洞身主體結(jié)構(gòu)初期支護(hù)施工完畢并穩(wěn)定后方可拆除。每次拆除臨時(shí)鋼架的長(zhǎng)度不宜超過(guò)4m，在拆除臨時(shí)支護(hù)時(shí)先拆橫撐，收斂值、下沉值及其累積值都要在設(shè)計(jì)允許的范圍之內(nèi)，然后再做好中隔墻的拆除。③第1、4步范圍之內(nèi)在進(jìn)行施工的過(guò)程中，要在左右兩側(cè)分別交替的進(jìn)行開(kāi)挖，其長(zhǎng)度要控制在3～5m，豎向支撐接長(zhǎng)盡可能不要大于一榀拱架。④第1、3開(kāi)挖完工的過(guò)程中，針對(duì)施工段的水平支撐，要有針對(duì)性的抬高一些，注意抬高不能超過(guò)50厘米，通過(guò)這種方法進(jìn)一步有效降低下步開(kāi)挖對(duì)橫撐所產(chǎn)生的負(fù)面影響，該操作完成之后，開(kāi)挖1、3步的時(shí)候，豎向支撐向下延長(zhǎng)50cm。⑤隧道在實(shí)際的施工環(huán)節(jié)要貫徹落實(shí)“短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤測(cè)量、及時(shí)襯砌”的施工原則，要使開(kāi)挖臺(tái)階和相關(guān)開(kāi)挖分部的施工間隔盡可能縮短，同時(shí)要在第一時(shí)間閉合好初期的支護(hù)，通過(guò)這種方法，使圍巖變形的問(wèn)題得到有效避免。⑥CRD法涉及比較多的工序，因此會(huì)導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)受力相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，結(jié)合這樣的情況，要確保臨時(shí)鋼拱架得到有效拆除，同時(shí)要確保各步拱架間連接質(zhì)量得到顯著增強(qiáng)。

（3）從根本上有效控制好安全步距。要針對(duì)安全步距進(jìn)行科學(xué)合理的控制，使施工安全得到充分保障，在具體的施工環(huán)節(jié)，在仰拱開(kāi)挖支護(hù)每次3榀拱架，初期支護(hù)結(jié)束之后，再進(jìn)一步開(kāi)挖支護(hù)3榀拱架，每3米做好仰拱及填充砼澆筑。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上文的分析，本文中所列舉的黃土隧道在實(shí)際的工程施工過(guò)程中，要針對(duì)各項(xiàng)施工技術(shù)進(jìn)行充分掌握，并且在具體的隧道施工過(guò)程中充分落實(shí)，以此保證整體工程的施工安全，從而充分確保整個(gè)隧道工程取得應(yīng)有的效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 傅思亮.六部臺(tái)階開(kāi)挖法在淺埋暗挖隧道施工中的應(yīng)用[J].上海鐵道科技，2011（1）：99-101.