中国中铁四局集团第四工程有限公司 安徽合肥
摘要：浅埋铁路隧道下穿公路的施工是一项专业性较强的工程，施工单位既要确保施工的安全性，还要确保既有公路的正常营运。这篇文章主要对浅埋浅埋铁路隧道下穿公路施工技术及控制办法进行剖析探讨。
关键字：施工技术、隧道、公路
引言：随着铁路运输需求越来越大，客货分线运输的呼声越来越高，客运专线也应运而生。在某些区域，铁路隧道施工受既有公路、铁路自然条件的约束，如何确保新建隧道施工安全、既有公路及其隶属设备质量稳定和确保既有公路安全正常运营是施工中必须考虑和解决的关键问题。
1 项目概况
1.1工程概况
箬岭隧道位于衢州市常山县紫港街道麦坞村及辉埠镇，其中YDK35+580～YDK35+620段下穿县道，县道宽9.5米，埋深9.47米，在YDK35+586处有直径1m的自来水管，自来水管埋深6m，水管底距开挖轮廓线2.47m，隧道下穿公路施工技术措施是本工程的难点。
1.2地质情况
箬岭隧道YDK35+580～YDK35+620段,地质为粉质粘土.碳质灰岩.局部夹薄煤层,岩层厚度不足2m。根据超前地质钻探YDK35+580～+588.5段碳质灰岩、破碎,YDK35+588.5～+593段充填黄土,YDK35+593～+596.5段黄泥夹碎石，YDK35+596.5～+620段碳质灰岩、破碎。
1.3 施工重难点分析
(1)施工组织及与相关方协调是重点。施工段穿县道，施工期间不能阻断交通，保证道路畅通，因此道路保通和安全控制也是施工控制的重点。
(2)长管棚外插角控制是难点。长管棚穿过县道及自来水管，隧道拱顶开挖线与自来水管2.47m，施工长管棚外插角过小将可能导致管棚远端下垂侵入开挖轮廓线以内，影响洞身开挖；外插角过大远离轮廓线，可能会损坏自来水管，造成不可想象的后果。
(3)爆破控制是难点。隧道埋深太浅，如何进行有效的爆破控制，减小爆破震动，降低对地面及自来水管的影响。
(4)隧道变形量控制是难点。隧道过县道埋深浅，周边围岩岩层薄，不断承受地面车辆动载，施工过程中需采取有效施工技术措施，严格控制拱顶下沉量和周边位移收敛量，保证拱顶路面沉降在允许范围内。
2 确定施工技术措施的原则
(1)施工中尽量减少对该路段车辆通行的干扰，保证县道不中断通行。
(2)确保施工对周边环境的安全影响降至最小，并且确保施工安全。
3施工技术措施
3.1 县道封道
为保证县道在施工过程中正常通行，采取半幅通车，限速20km/h，在隧道开挖轮廓线外前后20m处各设置一道减速带，洞顶公路行车范围铺设钢板以达到均衡受力，减小行车时动荷载对围岩的冲击。
3.2超前长管棚施工
(1)优化洞身长管棚施工
超前预报已探明YDK35+580～YDK35+620段拱顶上方存在含水率几乎饱和状态的土体,洞身管棚将原设计每循环长10m优化一次施作40m,减少管棚洞室施作数量提高工作效率,同时避免在公路下方施工管棚存在安全风险。
一次性施做40m管棚会存在两个弊端：一是管棚中间刚度刚度差，挠度大，受围岩压力后变形大；二是外插角度控制难度加大。
为了增加管棚刚度问题，每根管棚内安设40m长的钢筋笼。对外插角问题，综合钻杆下垂，自来水管高度，作业空间等多方面因素考虑，选择外插角1°～3°。
(2)超前长管棚施工质量控制措施
为保证管棚施工质量，着重控制以下几点：
①管棚外插角：控制管棚外插角除了用导向管导向外，还要在管棚每个孔开孔前，钻杆定位后用量角器量钻杆竖直角，以及利用几何关系计算钻杆水平角来保证管棚角度在3°～5°范围内。
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②管棚接头：为保证管棚接头处的刚度，将原设计的30cm连接套筒改为50cm连接套筒，并且每节管棚端头车丝长度25cm，为防止管棚接头脱丝，每个接头丝扣上满后再用电焊将套筒两端与管棚满焊焊接。
3.3 下穿公路隧道开挖施工
下穿公路段采取优化后的三台阶临时仰供法开挖，由于县道通行车辆动荷载大，YDK35+580～YDK35+620段埋深浅，围岩差，原设计三台阶临时仰拱开挖工法上台阶开挖高度6.16m,开挖高度过高，围岩自身承受压力能力差，可能会导致围岩失稳，为此结合单线铁路隧道在起拱线位置围岩所承受的弯矩几乎为零的特点，将原设计的上台阶分为两个台阶，并且以起拱线为分界线，在起拱线位置增设一道临时仰拱，增加围岩稳定性。
YDK35+590～YDK35+620段相对自来水管较近，上台阶开挖时为减少爆破振动对自来水管造成损坏，在开挖前先沿开挖轮廓线打隔振孔，孔径90mm，环向间距10cm，尽可能采用机械开挖。
开挖过程中控制步距，上台阶长度不大于7m，中台阶长度不大于8m，下台阶长度不大于5m，仰拱距掌子面不大于20m，二衬距仰拱端头10m。
3.4 初期支护施工
根据设计要求，下穿县道（YDK35+580～YDK35+610）段初期支护为双层I18拱架，每层拱架纵向间距60cm，两层错开布置。为保证两层拱架的喷射混凝土质量，保持两层拱架纵向间距90cm,即在立完第一层拱架的基础上立第二层拱架。
为加强初期支护稳定性，初支钢架锁脚锚杆调整为一处设置4～6根φ50mm锁脚钢管，单根长4.5m，向下倾斜45°打设，尾部焊接L形钢筋与工字钢焊接牢固，并按要求对锚管进行注浆。钢架基础必须采用25a槽钢支垫，增加拱脚支撑接触面。
3.5增加超前小导管
根据管棚外插角3°计算，YDK35+590处管棚超出开挖轮廓线0.5m， YDK35+620处超出开挖轮廓线2.5m，因此在YDK35+590～YDK35+620段增加超前小导管，能很好的对管棚以下开挖轮廓线以上的围岩进行超前支护，给开挖提供安全保障。
3.6加强掌子面稳定的措施
(1)施工中坚持“控制性弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，尽量保证二次衬砌紧跟开挖掌子面。
(2)每完成开挖一部后，对掌子面封闭，对于松散体视情况采用断面注浆固结，必要时预留核心土稳定掌子面。
3.7监控量测
为了及时掌握围岩变化情况，YDK35+580～YDK35+620段地表沉降观测及洞内监控量测严格按照每天2次频率执行，每3m布置一个断面，洞内外监控量测点必须在同一断面上，洞内监控量测点位在开挖支护完成后不超过12h内必须采集初始读数，地表点位应提前布设完毕并采集数据。由专业人员进行每天监测工作，及时分析数据并汇报，得出围岩变化趋势的结论，指导下一步施工的工作。
3.8 其他安全防护措施
(1)洞顶在隧道跨路施工期间24小时配专人进行防护，现场如出现异常及时进行汇报。在爆破作业过程中将县道临时封道处理，待现场排险完成后恢复交通。
(2)对隧道下穿县道影响自来水管周边进行定时巡查，同时做好地表防渗水处理及排水措施，避免地表水下渗降低地层自稳能力。
(3)隧道开挖应严格执行“短进尺、弱爆破、勤量测、快支护”的原则进行，每次开挖进尺为一榀钢架间距（60cm）。
(4)做好前方超前地质预测预报工作,如发现溶洞发育,采用注浆充填。
(5)当隧道监控量测数据反馈的围岩变形过大及变形异常时，应立即通知相关人员采取必要的加固、封闭措施。
4结语
箬岭隧道施工中，通过对三台阶临时仰拱法的优化改善，顺利完成了下穿县道的施工任务。优化完善后的三台阶临时仰拱施工方法，能够有效控制周边围岩沉降、收敛；对于类似工程，它对安全风险控制、节约投资等方面有明显优势，这种施工方法值得进一步尝试。
参考文献：
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论文作者:张先念
论文发表刊物:《基层建设》2016年6期
论文发表时间:2016/7/8
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