公路下方浅埋隧道施工技术分析

吕玉超

（中建路桥集团有限公司，河北石家庄 050001）

0 引言

隧道下穿既有公路是缓解交通压力的有效途径之一，但由于隧道上部为公路，一旦发生沉降或是坍塌，则会引起交通安全事故。所以在公路下方建设隧道工程时，保证施工安全是重中之重。为实现这一目标，作业人员要对浅埋隧道施工技术加以了解和掌握，在保证隧道质量的前提下，提高施工安全性，避免重大安全事故的发生。

1 工程概况

某公路改造项目，以隧道的形式下穿公路主干道，主路按照双向四车道设计，两侧有辅路。本次的主要工程量为下穿隧道施工，采用浅埋暗挖的方法，因隧道横穿的主干道车流量比较大，通道顶部的覆土厚度在3.0～5.0m左右，开挖作业过程中，需要对地表沉降严格控制。工程所在地的土层以人工填土和砾质黏性土为主，抗震设防烈度为7度，地下水位受到季节和降雨影响，变化幅度在1.0～2.0m左右。本文重点对公路下方浅埋隧道施工技术展开分析。

2 公路下方浅埋隧道施工技术

2.1 隧道开挖

本工程中，隧道采用复合衬砌，主要由以下两部分组成：初期支护及二次模筑衬砌，前者承受施工产生的基本荷载，后者的作用是提高结构安全性。隧道以浅埋暗挖的方法开挖，主通道的暗挖段开挖断面共有5个导洞，开挖时以人工配合，挖出的土方通过斗车运至隧洞口外，通过反铲装渣后运出场外；按照1榀钢架的间距控制隧道开挖循环进尺，每次进尺为50cm，在对每个部分开挖时，要预留出核心土，避免施工过程中隧道掌子面发生坍塌[1]。

2.2 安装格栅钢架

2.2.1 制作钢架

在现场对格栅钢架制作加工，先平整场地，随后铺设钢板，制作成固定模具；经焊接成型的钢架质检合格后要试拼装，通过这种方法拼出通道轮廓各节拱架，看各个部位是否与实际情况吻合，确保拱架的加工误差在规范规定范围以内方可使用。

2.2.2 现场安装

（1）安装每1榀拱架前，通过测量的方法准确定出拱架的安装中线和标高，随后由人工并使用相应的机具，将格栅钢架支立就位，需要注意的是，必须将拱脚架设在坚固的基座上；通过纵向连接筋对每榀拱架以焊接的方式连接为整体。

（2）使用直径22mm的连接筋，将格栅与钢架，以焊接的方式连接到一起，连接筋的间距设置为30cm，以环向双层布设，按照单层布置临时中隔墙和临时仰拱。采用单面搭接焊将连接筋连接起来，要保证焊缝饱满，搭接长度在10d以上，无焊接质量缺陷[2]。

（3）根据设计要求，在钢筋加工场地将钢筋网加工成网片，运至现场后，以人工的方式安装，操作时采用点焊的方法，将网片焊接在格栅钢架上，相邻网片的搭接长度应控制在20cm以上。

2.3 喷射混凝土

2.3.1 施工工艺

采用潮喷工艺，对混凝土现场喷射，根据实验室给出的配合比拌制混凝土，生产前，将砂石用清水润湿，随后加入水泥和速凝剂，通过搅拌机拌和。拌制好的混凝土送入喷射机的料斗中，加入压缩空气，使混凝土从喷嘴喷射到受喷面上[3]。

2.3.2 技术要点

（1）混凝土初喷要紧跟隧道掌子面，根据设计要求，在复喷前完成超前小导管支护、钢筋网及格栅拱的安装。采用分层的方式喷射混凝土，按喷射部位合理确定喷射厚度，其中拱部为5.0～6.0cm，边墙为7.0～10cm，前一层混凝土终凝后，方可喷射后一层混凝土，当前一层终凝时间超过1h，再次喷射混凝土时，要将受喷面清洗干净[4]。

（2）混凝土配合比由实验室负责提供和控制，喷射前先试喷，确认合格后，方可正式喷射，按规定要求喷射大板并制作检验试件。每次喷射混凝土后，要对厚度全面检查，厚度不足要及时补喷，不得将回弹料作为喷射料。

（3）喷射机安装调试完毕后，先注水和通风，将管道内的杂物清除干净，并将受喷面上松散的土体清理掉，随后调整喷射机的风压，保持在0.3～0.4MPa，控制喷嘴与受喷面之间的距离和角度，二者要相互垂直，有钢筋时角度以30°左右为宜，距离控制在1.0～1.2m左右，按照从下向上的顺序喷射，纵向按蛇形喷射，喷好后及时检测厚度[5]。

2.3.3 控制措施

（1）用于喷射混凝土的大料要存储在料棚内，防止淋雨及污染环境；施工中严格按照实验室给出的配合比称料拌和，对外加剂的掺量严格控制，使混凝土的强度达标。拌制过程中，不得改变速凝剂的用量并使用新鲜的水泥。

（2）按照分段、分片、分层的方式，从下向上喷射混凝土，受喷面有较大的凹洼时，要先填平然后再喷射。分层喷射混凝土的过程中，要保证每层厚度均匀，由专人负责喷水养护，降低水化热引起的开裂，提高混凝土喷射质量。

2.4 回填注浆

回填注浆的作用体现在如下方面：堵水、结构加固、改善受力条件、控制沉降等，本次回填注浆选用的是纯水泥浆液，埋置方式为钻孔，注浆泵注浆，压力为0.4～0.6MPa。施工技术要点如下：

2.4.1 布设注浆孔

注浆管为直径40mm、壁厚3.5mm的无缝钢管，按梅花形布设，孔位布设时，要避开换向施工缝。对注浆孔编号，先注奇数的孔，再注偶数的孔，由此能够使注浆达到互补，注浆效果显著提升[6]。

2.4.2 配制水泥浆

按照同类型工程的施工经验，用水泥浆液作为回填浆液的效果较好，采用1∶0.5～1∶1的水灰比，42.5普硅水泥，掺入适量的膨胀剂。

2.4.3 注浆施工

（1）注浆前，对注浆孔全面清理并检查注浆设备，包括泵和压力表，安好注浆管后，做压水试验，确保管路畅通。注浆要连续不间断作业，不得随意停泵，以免水泥浆液发生沉淀，造成管路堵塞，影响注浆效果[7]。

（2）注浆从低向高，向有水的位置压注，这样能够保证浆液充填密实，防止被水稀释后出现离析的现象。注浆过程中，若是漏水量较大，则可分段留设排水孔，避免高水压抵消注浆压力，影响注浆质量，注浆完毕后，对排水孔统一处理。注浆时，要控制好注浆压力，防止压力过大跑浆或是引起结构裂缝，当发现裂缝时，可以用快凝砂浆勾缝，如果冒浆比较严重，则必须停止注浆，间隔24～48h后，开展二次注浆。

（3）注浆压力稳定上升到设计压力后，持续10min左右，进浆量较少或是不进浆时，便可停止注浆并及时封孔。停注后要将孔口阀门关闭，拆下管路冲洗干净，浆液初凝后，拆卸注浆管，用水泥砂浆填满注浆孔。

2.5 隧道防水

防水是浅埋隧道施工的重点内容之一，本工程为二级防水，以防为主，防排结合。采用混凝土自防水，施工防水层，用止水钢板处理施工缝。在二次衬砌与初期支护间设置防水板和土工布，其中二次衬砌为防水混凝土，提高衬砌的防水能力，衬砌施工缝设置橡胶止水带，土工布与防水板的铺设要点如下：铺设前先对土工布和防水板全面检查，确认质量合格后，铺设在台架上，采用防水无钉孔法铺设，用电动熔焊器，将防水板焊接在衬垫上，并将防水板焊接为整体，上下循环的两幅防水板接头预留出10cm左右作为搭接幅面，双面焊的焊缝宽度控制在2.0cm[8]。

3 结语

公路下方浅埋隧道施工是一项较为复杂且系统的工作，为避免施工中引起地表沉降或坍塌，要掌握相关的施工技术及实施要点，并在实际工程中加以合理运用，确保浅埋隧道按质、按量、按时完成。