下穿天巉公路近接隧道施工技术

付志华

(中铁十九局集团有限公司第一工程公司，辽宁 辽阳 111000)

下穿天巉公路近接隧道施工技术

付志华

(中铁十九局集团有限公司第一工程公司，辽宁 辽阳 111000)

宝兰客专中川隧道近距离下穿天巉公路，隧道顶距离公路路面仅有6.07 m，而隧道开挖宽度达到15.02 m。在如此大断面、小净距情况下进行隧道开挖，必须采取可靠措施既要保证新建铁路隧道施工安全，又要使公路保持运营状态，不产生较大的沉降。工程采用大管棚超前支护、简易栈桥等措施保证了施工安全，对类似工程有借鉴意义。

隧道；近接施工；超前支护；临时栈桥

随着我国铁路网规模和建设标准的提高，出现了大量新建铁路隧道下穿既有公路。在浅埋条件下，隧道施工措施选择不当可能会引起过大的地表沉降甚至造成塌方，从而危及公路行车安全。李健等介绍了福建永宁高速公路虹桥隧道浅埋软弱围岩进口段采用大管棚超前支护、临时改道和加强监测等措施顺利下穿省道公路307 线[1]；贾英凯以郑西客专下穿连霍高速公路为背景，叙述了下穿施工安全保证措施[2]；雷位冰分析了温福铁路下穿同三高速施工时的工程特点，提出了采用合理开挖方法和减震爆破方案[3]。本文结合中川隧道下穿天巉公路的实际情况，采用超前支护措施和临时路面加固技术，为同类工程施工提供借鉴。

1 工程概况

中川隧道位于定西市通渭县碧玉乡碧玉村境内，起止里程桩号为IDK848+500～IDK852+105，全长3 605 m。其出口段下穿天巉公路，平面夹角38°34′18″，斜交长度为23.68 m，覆土厚度为6.07 m。为保证公路正常运营和行车安全，中川隧道IDK851+950～IDK852+040采用暗挖法施作，长度90 m。隧道与线路的平面关系见图1。

本段隧道采用初期支护加两层衬砌的结构形式，初期支护全断面设Ⅰ22a型钢钢架，钢架间距0.6 m，30 cm厚C25湿喷混凝土；一次衬砌采用C35格栅钢架混凝土，钢格栅间距0.6 m，厚度30 cm；二次衬砌采用50 cm厚C35钢筋混凝土。隧道横断面见图2。

图1 隧道与公路平面关系

2 隧道超前支护施工

为保证天巉公路的安全，在隧道拱部150°范围纵向布设3段∅108 mm管棚，下穿段长度为50 m，公路两侧长度30 m，管棚环向间距3根/m，外插角1～3°，纵向搭接长度10 m；管棚间内插∅42 mm超前小导管，L=3.5m，环向间距0.3m，外插角10～15°，纵向搭接不小于1m。

2.1 大管棚施工工艺

2.1.1 管棚工作室

为保证钻设管棚的作业空间，在IDK852+040～+045、IDK852+025～+020和IDK851+980～+985设3处管棚工作室，长5 m，工作室比正常开挖半径扩大65 cm。为保证钻进精度，在管棚工作室端部架设4榀I20a拱架，钢架外缘设∅133 mm×4 mm导向钢管。

根据管棚施工的机械设备情况，在开挖至管棚施工段时，预留下台阶不开挖，作为管棚和导向墙施工平台。

图2 隧道断面图(单位：cm)

2.1.2 管棚制作

管棚采用∅108 mm钢管制作，管壁钻∅16 mm注浆孔，梅花型布置，孔间距为15 cm，钢管尾留110 cm不钻孔的止浆段，钢管加工成4 m和6 m长的两种规格。编号为单号的采用钻孔的钢花管，编号为偶数的采用普通不钻孔钢管。

2.1.3 钻孔

作业平台采用方木按“井”字形搭设，顺序由下向上、由两边向中间，根据孔位依次搭好。方木间以扒钉连接牢固，防止在钻孔时钻机摆动、倾斜、不均匀下沉而影响钻孔质量。钻孔直径为∅127 mm，钻孔平面误差不大于5 cm。

2.1.4 下管、放钢筋笼

为改善管棚受力条件，相邻孔位第1节分别采用4 m和6 m长钢管，相邻钢管接头错开距离不小于1 m。为增加管棚的抗弯能力，钢管中增设由4根∅22 mm主筋和固定环组成的钢筋笼。

2.1.5 注浆

采用全孔压入式向大管棚内压注水泥浆，选用KBY50/70型注浆泵注浆。注浆前先进行现场注浆试验，确定注浆参数及外加剂掺入量后再用于实际施工。注浆按先下后上、先稀后浓的原则注浆。注浆量由压力控制，达到结束标准后，停止注浆。注浆完成后及时清除管内浆液，并用M7.5水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。

2.2 超前小导管施工

为提高加固效果，在大管棚间增加超前小导管注浆。小导管采用∅42 mm、壁厚3.5 mm的热轧无缝钢管，钢管长度为3.5 m；纵向水平搭接长度为1.0 m，外插角为10～15°，环向间距30 cm。

超前小导管注浆采用KBY50/70型注浆泵，注浆压力为0.5～1.0 MPa，浆液采用水泥砂浆，水灰比0.5∶1(重量比)，注浆范围按开挖轮廓线外0.3～0.5 m设计并且浆液在地层中均匀扩散，止浆盘为5～10 cm厚喷射混凝土封闭，防止跑浆。

3 路面防护

隧道开工前，在中川隧道下穿的天巉公路段落路面顶部铺设钢栈桥，在隧道下穿的施工期间，所有过往车辆必须全部在栈桥上通行，待隧道下穿段二次衬砌完成后，方可撤走栈桥并恢复正常通行。栈桥按照单行道设计，宽度4 m，长度24 m，本段天巉公路横向未被栈桥覆盖部分，两端用硬质围挡维护起来，以免车辆误入，栈桥一次只允许一辆车通过，在栈桥两端设置值班岗楼，24 h对过往车辆进行交通疏导，防护平面布置见图3。

图3 栈桥平面布置

栈桥共计分3部分，各部分之间紧密焊接，下部用2层15 mm厚钢板焊接在一起，中部为均匀铺设的12根H60×300(17×12)型钢，工字钢顶布置1层15 mm厚钢板作为桥面，桥面上焊接∅20 mm钢筋防滑，栈桥横断面见图4。按照一级公路最大荷载并按24 m简支最不利状态验算，栈桥强度和刚度均满足要求。

图4 栈桥横断面

4 监控量测

开挖工作面到达穿越断面前，在国道布设路面沉降监测点。在IDK852+006、IDK852+001、IDK851+996、IDK851+991、IDK851+986、IDK851+981处布置6个监测断面，每个断面设11个测点，断面测点间距2 m，分别在隧道中心线及两侧对称布置。

监测采用精密水准仪配合铟钢尺，监测频率为每天2次，IDK851+991断面沉降监测结果见图5。各监测断面最大沉降为6.15 mm，小于设计允许沉降值(30 mm)[4]。

图5 IDK851+991断面地表沉降曲线

5 结束语

根据工程实际地质情况及与公路的相关关系，采用拱部大管棚超前支护配合小导管注浆加固、三台阶临时仰拱法开挖、24 m钢栈桥临时路面防护及加强监测，确保了施工和公路运营安全。目前已顺利通过下穿段，隧道衬砌结构完好，没有任何开裂现象。

[1]李 健，张百恩.隧道浅埋软弱围岩进口段下穿公路施工技术研究[J].公路交通科技，2013 (3):476-479

[2]贾英凯.观音堂隧道下穿连霍高速公路施工技术[J].铁道标准设计,2009(11):105-107

[3]雷位冰,周顺华.温福铁路琯头岭隧道下穿公路隧道施工技术[J].地下空间与工程学报,2007,3 (4):758-764

[4]朱正国,黄 松，朱永全.铁路隧道下穿公路引起的路面沉降规律和控制基准研究[J].岩土力学,2012,33(2):558-563

贯彻军民融合发展战略 扎实推进国防交通建设

On the Construction Techniques for a Tunnel Project Under-Crossing the Tianyan Highway

FU Zhihua

(The 1st Engineering Co. Ltd. of the 19th Bureau Group of China Railway,Liaoyang 111000,China)

The Zhongchuan Tunnel of the Baoji-Lanzhou Passenger-oriented Railway under-crosses the Tianyan Highway, with the distance between the top of the tunnel and the pavement of the highway being no more than 6.07m, and the excavated width being as large as 15.02m.The excavation of a tunnel in the case of such a large cross-section and small clearance is extremely difficult to perform,in which case reliable measures have to taken to not only ensure the security of the construction of the newly-built railway tunnel but also enable the existing highway to maintain its normal operation with no comparatively serious settlement happening. In such a case,technical measures such as the large tube-shed advanced support, the simplified jetty and the like are applied to the construction of the project,as a result of which the security of the construction of the project is ensured.The project may serve as a useful reference for other projects of similar types.

tunnel;construction close to an existing building;advanced support;temporary jetty

2016-10-09

付志华(1972—)，男，高级工程师，主要从事土木工程施工与项目管理。

10.13219/j.gjgyat.2016.06.021

U455.4

B

1672-3953(2016)06-0078-03