隧道洞口下穿高速公路高填方路基施工技术论文
【摘要】介绍矿山法隧道施工在下穿高速公路高填方路基时，采取注浆加固路基、超前支护、合理的开挖方式以及科学的监测手段等施工技术措施，控制高速公路路基沉降，保证隧道施工和高速公路运营安全。
【关键词l隧道;下穿;高填方;施工技术
黔江区正阳至青杠公路复线工程青杠隧道全长2437m，设计公路等级：城市主干道，设计行车速度：40km/h，隧道建筑限界：10.50m×5.Om。隧道全线主要穿越的不良地质有岩溶、暗河、瓦斯、煤层采空区等。隧道出口段下穿渝湘高速公路高填方路基段，最大填高12m。路基填方主要由碎石、块石、砾石和粉质粘土组成。碎石粒径2—10cm，含量约为50N60%，砾石粒径0.3—2cm，含量20—30%，块石含量约为10%，一般直径为20—50cm，少量大块石直径达1—2m，碎、块石母岩主要为页岩，粉砂岩，风化较强烈。堆填时间1—2年，厚O—10m。
1、地表注浆加固施工技术措施
(1)注浆参数选取
从高速公路路堤两侧同时进行注浆加固，注浆加固范围为隧道中线两侧各20米，最上一排孔距高速公路路面80cm，最下一排孔为隧道圆心75度处。注浆孔间距为l米×1米，梅花形布置。孔深为两侧注浆孔相交不小于1米，根据现场实际测量确定。注浆管采用巾76钢管，壁厚3.5mm。注浆浆液采用水泥单液浆，水灰比1：1，注浆压力：0.5-2.OMPa。
(2)注浆方式选择
由于本段高速公路路堤采用洞碴回填，钻孔难以一次成孔，所以采用分段前进式注浆，每段长度9m。路堤空隙比较大，为了防止浆液大面积渗漏，加快浆液凝结时间，在外侧3-5排孔的浆液中添加一定量的速凝剂。
注浆顺序原则上遵循着“由外到内”、“由下到上”、“由稀到浓”的原则。注浆施工由两侧向中间逐步靠拢的约束注浆，由最下一排向上逐步进行注浆，防止浆液向下渗漏，开始时注浆的浆液浓度要低一些，逐渐加浓至设计浓度。
这样做法有利于注浆的浆液向中间方向扩散，而且促进浆液的致密程度，利于防渗的要求。
(3)注浆效果评价
由于本工程为充填型注浆，既要保证高速公路路基充填密室，又要防止注浆压力过大，造成路面隆起破坏。经研究决定采取定量与定压相结合的`方式评价注浆效果。①单孔注浆结束标准：(a)注浆终压达到设计终压时注浆速度小于5L/min* (b)达到设计的单孔注浆量的1.2—1.5倍。②全段注浆结束标准：(a)所有注浆孔均符合单孔注浆结束标准，(b)注浆孔无漏注现象。③注浆效果评定：(a)内侧注浆孔要求达到设计终压，注浆速度小于5L/min,(b)抽样钻探检验注浆质量，检验孔应根据现场情况随机抽取，但必须重新成孔，检验孔抽查数量不少于20孔，(c)检查孔取芯率达到70%以上，浆液填充率必须达到80%以上。
2.超前支护施工技术
(1)超前支护参数
①洞口段(20m)管棚参数。a.设置部位：拱部;b.钢管规格：热轧无缝钢管，外径159mm，壁厚10mm; c.管距：环向间距40cm,d.倾角：外插角1-2 6(不包括线路纵坡)，e.注浆材料：水泥单液浆和水泥一水玻璃双液浆、M30水泥砂浆I f.长度：20m* g.数量：共55根，采用管棚安装完毕后一次性全孔注浆。②洞内管棚参数。a.设置部位：拱部Ib.钢管规格：自进式锚杆，外径76mm*c.管距：环向间距40cm*d.倾角：外插角3-5。(不包括线路纵坡)，e.注浆材料;水泥单液浆和水泥一水玻璃双液浆;f.长度：56m，每次施做长度9米，搭接2米l g.数量：共110根，采用管棚安装完毕后一次性全孔洼浆。
(2)超前支护施工
由于高速公路路堤采用隧道洞渣填筑，加之管棚外径较大，造成管棚钻孔和成孔困难。为了保证管棚施工质量，采取跟管钻，管棚一次成型。①钻孔方式。a.采用178mm单偏心跟管钻头和178mm同心式环状钻头以及潜孔锤单偏心扩底钻头，管棚跟随钻杆一同钻进Ib.由于采用跟管成孔，对钻机扭矩要求非常高，采用ZSDL-160多功能钻机。②钻孔问题处置方法。a.排屑困难：严格控制进尺，勤吹孔，必要时从钻具内和钻具与套管的环状间隙送水洗孔提钻。b.管靴脱落事故：当管靴被打掉时，在拔出套管后，用公锥取出管靴，再继续跟管钻进。c.跟管钻进卡钻事故：在跟管钻进过程中，遇到路堤填筑的大块石岩或土石软硬不均时，会发生严重卡钻，钻具无法正反转，遇到此种情况需拔出套管，取芯钻进后再跟管钻进。
3.开挖支护施工技术措施
青杠隧道下穿渝湘高速公路段全部采用双侧壁导坑法施工。青杠隧道双侧甓导坑立面布置示意.传统双侧壁导坑立面布置示意图工法与传统双侧壁导坑法有一定的区别。 (1)侧导洞的大小设置不同。青杠隧道双侧壁法侧导坑设置的较小，中间导坑5号洞室较大。这样设置的目的是使先行施做的两侧鲁坑尽可能地减小到围岩的扰动。(2)侧导的初支仰拱封闭时间不同，传统的双侧壁法是在最后才进行仰拱的封闭，而青杠隧道双侧壁法是在开挖中间导坑之前先封闭侧导初支仰拱，而后再行施作中间洞室，以此来控制沉降量。(3)临时支撑的弯制弧度不同，青杠隧道临时支撑弯制的弧度更为圆顺，更有利于控制围岩变形。
4.监控量测控制技术措施
(1)洞内监测
洞内监测断面布置，①、②、③、④、⑦导坑每5米布置水平收敛监测断面，⑤导坑每5米布置拱顶下沉和水平收敛监测断面。初支监测断面变形量的管理值如下：
开挖阶段
设计值(mm)
警戒值(mm)
日变形速率
( mm)／日侧导坑开挖4020<6中间上半断面
开挖40
20
<6
仰拱闭合20lO<6
(2)地表监测
地表监控量测点位的布设情况：纵向每隔Sm布设一量测断面，横向间隔5m布设一个监控点位，每个里程断面共布设9个监控点位。
地表沉降观测的监测管理值如下：
序号离隧道中线距离m设计值(mm)警戒值(mm)允许值(mm)1-204252-102010253-536184540402050553618456lO2010257204258沉降坡度1：6791：3501：280
(3)下穿段变形控制措施
①控制开挖进尺及步长间距a.开挖循环进尺均为一榀钢架间距即0.5mib.仰拱开挖循环进尺严禁超过3榀钢架间距.c.仰拱距前方掌子面的距离小于5ml d.控制二衬距最前方掌子面的距离在45m以内。②控制工序施工质量a.开挖：严禁采用钻爆施工，必须采用人工开挖。各洞室核心土面积大干50%。b.钢架安装：拱墙脚下垫槽钢纵向应连成一个整体，钢架接头垫板应密贴，连接螺栓应上紧、数量上足。c.锁脚锚管：严控下插角度、长度和数量、注浆饱满度以及与钢架的连接必须焊接牢固。d.喷射砼：严控喷砼的密实度，临时钢架与主拱架的接点部位应加喷砼。③初支背后注浆。为了使地层与支护结构密贴，减小地层沉降变形，改善结构受力情况，在初期支护拱部背后进行压浆回填。初支背后回填灌浆应分期进行，第1期在开挖1#、2#洞室以后I第2期在3#、4#洞室完成后.第3期在5#～7#洞室完成后，第4期仰拱封闭成环完成以后，施作二次衬砌以前。④高速公路路面防护。路面防护主要是尽可能的减少车辆对初支结构的作用力。具体采取的措施一是对车辆进行限速30km/h;二是对隧道穿越区段实行间断封闭半车道的方式通过车辆。
结束语
下穿高速公路段施工质量直接关系到隧道施工的成败，通过增设地表注浆，改变超前支护施工方法，选定合理的开挖工艺以及严格的监测程序，青杠隧道下穿渝湘高速公路高填方路基段施工主要实现以下几个目的：(1)下穿高速公路全过程施工安全可控，质量满足设计及规范要求;(2)比预定工期缩短了30天，减少了高速公路占道费用I (3)高速公路路面工后最大沉降小于10mm，避免重新铺设高速公路路面，减少工程造价。
参考文献
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作者简介:尤伟军，19 81，男，陕西榆林人，本科学历，工程师，研究方向地下交通。
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