摘 要：新建隧道下穿既有高速公路的施工技術(shù)是公路施工建設(shè)的重要技術(shù)，其施工的工藝以及工程的質(zhì)量直接關(guān)系到交通參與者的人身安全，因此需要深入進(jìn)行研究。當(dāng)前，相關(guān)施工技術(shù)依然存在諸多的不足之處，下穿隧道工程無(wú)法發(fā)揮出應(yīng)有的效果，相關(guān)技術(shù)人員需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高施工的水平，保證工程質(zhì)量達(dá)到要求，為交通系統(tǒng)的現(xiàn)代化建設(shè)作出貢獻(xiàn)。

　　關(guān)鍵詞：新建隧道;下穿既有高速公路;施工技術(shù)

　　在新建隧道的施工階段如果不能夠有效的控制，會(huì)導(dǎo)致既有隧道的損失，為了避免高速公路與隧道的施工產(chǎn)生交叉的影響，所以對(duì)施工企業(yè)普遍采用下穿的方式進(jìn)行施工。下穿施工可以有效的避免對(duì)于高速公路的破壞，但會(huì)造成公路的路面以及路基的沉降，影響交通安全，導(dǎo)致車輛無(wú)法正常通行，因此采取合理的措施妥善控制，保證隧道的整體質(zhì)量安全。

　　1 新建隧道下穿既有高速公路施工技術(shù)

　　1.1 前期的準(zhǔn)備工作

　　在進(jìn)行隧道施工之前需要充分考察施工現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)條件，氣候狀況以及綜合的環(huán)境情況，綜合分析這些因素，充分評(píng)估之后設(shè)計(jì)出合理的施工方案。具體需要考慮的因素包括路基的變形塌陷對(duì)交通情況帶來(lái)的影響，襯砌出現(xiàn)裂紋以及裂縫對(duì)交通可能造成的影響。除了之外，還需要對(duì)于高速公路交叉位置可能出現(xiàn)的外力情況進(jìn)行評(píng)估。在開始施工之前應(yīng)當(dāng)檢查襯砌的回填區(qū)域以及具體的厚度，了解混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫以及強(qiáng)度，碳化的情況，準(zhǔn)確評(píng)估該路段是否適合進(jìn)行下穿施工[1]。

　　1.2 超前長(zhǎng)管棚漿的預(yù)支護(hù)技術(shù)

　　在進(jìn)行既有高速公路交叉隧道下穿施工之前需要進(jìn)行超前長(zhǎng)管棚預(yù)支護(hù)，首先應(yīng)當(dāng)進(jìn)行長(zhǎng)管棚的制作和加工，一般采用熱軋無(wú)縫鋼管或者鋼花管，管壁的厚度為6mm，外徑的尺寸為90mm。在施工使用之前需要進(jìn)行加工的處理，把兩端的位置加工為外絲扣，外插的角度控制為5度左右，間距控制在40厘米，將所有接錯(cuò)的部位進(jìn)行連接。相鄰的管材之間的環(huán)向距應(yīng)當(dāng)在10厘米以下，長(zhǎng)管棚在施工時(shí)的徑向誤差控制在20厘米之內(nèi)。加工之后需要打孔并且進(jìn)行清理，確保內(nèi)部干凈完整，避免出現(xiàn)巖渣以及碎石，保證工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在鉆孔時(shí)，整體的形狀應(yīng)當(dāng)與梅花相似，在鋼花管的尾部設(shè)置止將段，保證密封，孔洞的直徑控制在10厘米左右。最后進(jìn)行注漿，為了保證預(yù)支護(hù)的整體質(zhì)量需要使用水泥漿液，與水灰的配置比例為1：1，壓力控制在0.5至2.0MPa，在注漿前期需要進(jìn)行試驗(yàn)，確定合適的壓力以及比例，充分?jǐn)嚢柽M(jìn)行施工。

　　1.3 優(yōu)化相關(guān)的參數(shù)，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)

　　在施工過(guò)程中需要考慮到高速公路的實(shí)際情況，增加襯砌的強(qiáng)度，保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量以及安全，可以采用厚度加大的鋼筋網(wǎng)以及強(qiáng)度較高的混凝土，提高整體結(jié)構(gòu)的剛性。優(yōu)化相關(guān)的參數(shù)，做好二次施工的準(zhǔn)備，使用更高強(qiáng)度的材料保證質(zhì)量。下穿施工具有一定的隱蔽性，需要在施工結(jié)束之后做好驗(yàn)收工作。

　　2 具體的工程實(shí)例

　　某公路隧道設(shè)計(jì)為六車道雙洞的結(jié)構(gòu)，其中最小埋深為4.5米，最大埋深為59.5米，右線YK10+350--YK11+070共計(jì)720米，左線ZK10+310--+980共計(jì)670米。該工程主要的土層結(jié)構(gòu)包括強(qiáng)風(fēng)化砂巖，微風(fēng)化砂巖，殘積粘性土，構(gòu)造破碎帶，強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)砂巖，V級(jí)圍巖785米，占總量的56.5%，VI級(jí)圍巖475米，占總量的34.2%，IV級(jí)圍巖130米，占總量的9.3%。

　　2.1 具體施工的方案

　　該隧道下穿既有高速公路的部分埋深比較淺，僅為6米左右，因此在施工的過(guò)程中需要嚴(yán)格控制路面的沉降。在具體的施工過(guò)程中首先需要進(jìn)行小導(dǎo)管以及大管棚的超前支護(hù)施工，在左側(cè)導(dǎo)坑的位置上臺(tái)階進(jìn)行開挖施工，同時(shí)進(jìn)行該位置的支護(hù)處理，隨后進(jìn)行右側(cè)導(dǎo)坑的上臺(tái)階開挖施工以及相關(guān)區(qū)域的支護(hù)處理[3]。在兩側(cè)的施工完成之后進(jìn)行中間位置的核心土上臺(tái)階開挖，并同時(shí)進(jìn)行該位置的支護(hù)，隨后開始進(jìn)行核心土的中臺(tái)階以及下臺(tái)階的開挖處理，最后進(jìn)行左側(cè)以及右側(cè)導(dǎo)坑下臺(tái)階的開挖，并且妥善進(jìn)行支護(hù)，在所有工程結(jié)束之后拆除支護(hù)的設(shè)施，并進(jìn)行二次的襯砌施工。

　　2.2 隧道工程的支護(hù)

　　該工程的隧道需要在右線的出口端YK10+800——YK10+977處以及走線ZK10+310——ZK10+928處下穿既有高速公路進(jìn)行施工處理，隧道的中線與高速公路的夾角斜交的角度為45度至58度，埋深為6米至8米。中心的間距為43.5米，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可知，該隧道為埋深較淺的大斷面隧道。為了保證隧道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，質(zhì)量達(dá)到要求，需要采用斷面復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。避免圍巖結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，防止出現(xiàn)坍塌的情況，也可以有效的避免上方高速公路的沉降，保證交通安全。

　　初期的支護(hù)格柵拱架主筋的材料選用Ф25螺紋鋼，環(huán)向的鋼筋結(jié)構(gòu)采用Ф14螺紋鋼，工程的中心間距為245毫米，中空的注漿錨桿為?覫25中空錨桿，環(huán)向的間距為1米，長(zhǎng)為4米，縱向的間距為0.5米，利用網(wǎng)噴混凝土，要求的具體厚度為35厘米。工程的防水使用PVC板，厚度要求為1.5毫米，結(jié)合350g/m2的無(wú)紡布防水層。主筋的尺寸Ф28，分布鋼筋的尺寸為Ф18，混凝土的厚度為70厘米，以此來(lái)進(jìn)行二次襯砌。

　　采用小導(dǎo)管與大管棚的支護(hù)形式進(jìn)行超前的支護(hù)，超前的小導(dǎo)管在隧道開挖的過(guò)程中隨時(shí)進(jìn)行施工，大管棚則需要在開挖的前期進(jìn)行施工的處理。該工程的小導(dǎo)管采用?覫42的鋼管，長(zhǎng)為3米，在拱部的180度范圍進(jìn)行設(shè)置，環(huán)縱間距為0.3米×1.5米。超前的大管棚采用?覫159×10米的鋼管，中間搭接為5米，中心間距為30厘米，雙向?qū)Υ蜻M(jìn)行施工，按照180度的范圍進(jìn)行布置，沿著隧道開挖的整體輪廓外放15厘米。

　　2.3 工程具體數(shù)值的計(jì)算

　　2.3.1 計(jì)算所需要的具體參數(shù)

　　該隧道工程的整體埋設(shè)比較淺，不受地質(zhì)構(gòu)造的影響，各個(gè)不同的巖層之間整合進(jìn)行接觸，屬于連續(xù)的節(jié)奏，在計(jì)算的過(guò)程中只需要考慮重應(yīng)力的作用，不需要考慮地質(zhì)作用的影響。初期的支護(hù)以及臨時(shí)的支護(hù)采用彈性材料以及梁?jiǎn)卧哪M，二次襯砌采用彈性材料模擬以及平面應(yīng)變單元，底層則采用Mohr-Coulomb以及平面應(yīng)變單元的模擬。參考相關(guān)部門關(guān)于隧道設(shè)計(jì)的具體標(biāo)準(zhǔn)，考慮車輛的沖擊作用，選取合理的路面載荷，設(shè)置合理的沖擊系數(shù)，最終得出工程建設(shè)所需要的各種數(shù)值。

　　結(jié)合該工程的實(shí)際情況，在施工的過(guò)程中下邊界距離底板底3.5倍的高度開挖，上邊界選取地表的位置，左右的邊界為距離隧道邊緣3倍的跨洞，工程的上下高位60米，左右的長(zhǎng)度為120米，隧道處于中心的位置。

　　2.3.2 結(jié)構(gòu)內(nèi)力的相關(guān)分析

　　在實(shí)際隧道挖掘的過(guò)程中，開挖完成以及拆除全部臨時(shí)支護(hù)時(shí)格柵拱架受到的軸力以及彎矩最大，這也是隧道工程最容易出現(xiàn)危險(xiǎn)情況的階段。該工程為雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，支護(hù)結(jié)構(gòu)的軸力以及彎矩?cái)?shù)值在臨時(shí)支護(hù)拆除支護(hù)明顯增加，應(yīng)當(dāng)采用分段拆除的方法，同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)控，保證施工安全。初期的支護(hù)力在拱頂以及拱腳的位置均勻受壓，左墻角位置的受力最大，對(duì)整體支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響，在施工過(guò)程中需要在墻角的位置進(jìn)行鎖角的錨桿。相關(guān)的受力數(shù)值如下表所示：

　　同時(shí)需要嚴(yán)格控制路面的沉降，在V型的圍巖埋深較淺時(shí)拱頂部位的位移同隧道寬度之間的比例應(yīng)當(dāng)控制在0.2%左右，通過(guò)計(jì)算得知本隧道的整體結(jié)構(gòu)比較安全，施工方法基本合理。

　　3 保證施工安全的具體措施

　　3.1 建立完善的管理制度

　　施工單位應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，建立起完善的管理制度，加強(qiáng)對(duì)于操作人員的安全教育，提高其操作水平，在各個(gè)施工階段落實(shí)責(zé)任制，建立管理人員的考核機(jī)制，對(duì)于不合格的人員進(jìn)行處罰，管理制度務(wù)必細(xì)化，全面提高施工管理的整體水平。

　　3.2 加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理

　　隧道下穿既有高速公路的施工，涉及到多個(gè)部門的工作，企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與其他單位的溝通協(xié)調(diào)，保證施工的順利進(jìn)行。在施工的過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患，妥善的進(jìn)行處理。合理配置企業(yè)內(nèi)部的各種資源，保證各個(gè)崗位的工作成果能夠到達(dá)施工質(zhì)量的要求。同時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)于施工設(shè)備的維修保養(yǎng)，工程的施工往往涉及到多種設(shè)備，操作人員需要熟練掌握設(shè)備的操作技能，提高運(yùn)用的水平。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　新建隧道下穿既有高速公路的施工技術(shù)是公路交通建設(shè)的重要方法，相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)情況采用合理的施工方案，更好的為公路建設(shè)服務(wù)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]張紹鵬.鐵路隧道下穿既有高速公路隧道施工控制技術(shù)分析[J].居舍，2017(33)：60.

　　[2]趙金華.鐵路隧道下穿既有高速公路隧道施工控制技術(shù)研究[A].中國(guó)武漢決策信息研究開發(fā)中心、決策與信息雜志社、清華大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院.“如何建立科學(xué)決策機(jī)制理論研討會(huì)——決策論壇”論文集(下)[C].中國(guó)武漢決策信息研究開發(fā)中心、決策與信息雜志社、清華大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，2015：1.

　　[3]楊云.淺談鐵路隧道下穿既有高速公路隧道施工的控制技術(shù)[J].低碳世界，2017(04)：235-236.

　　推薦閱讀：《中南公路工程》于1975年創(chuàng)刊，是中國(guó)公路行業(yè)綜合技術(shù)類科學(xué)技術(shù)期刊。專門刊載道路、橋梁及交通工程的理論研究與工程應(yīng)用文章。