浅埋隧道下穿公路施工技术研究

摘要：浅埋隧道下穿公路施工，其安全保障措施，必须贯穿于整个施工流程，文章所举的例子，为新建厦深铁路12标重点工程―红棉隧道，笔者将基于工程实际情况，深入剖析该工程的施工技术应用方法，旨在为工程施工的安全保障，提供科学合理的参考依据。

关键词：浅埋隧道，下穿公路，施工技术

1.红棉隧道施工背景概况

红棉隧道位于深圳龙岗横岗镇，属于新建厦深铁路12标重点工程，平均埋深3.45m，总长度1.41km，其中下穿盐排高速公路的隧道段长度52.4m。盐排高速为盐田港疏港高速，主要通行重载集装箱货车。红棉隧道下穿盐排高速公路的平面位置情况，见下图1：

红棉隧道下穿盐排高速公路段，为剥蚀丘陵区，自然坡度在20-40°之间，隧道洞身以全破碎全风化岩为主，埋深浅，其中最小仅为2.5m，而且需要穿越复杂的地下构造物，具有比较高的施工风险。

另外，盐排高速属于交通主干道，车流量大，其中不乏超载的运输车辆，该区段施工时，必须与公路管理部门密切配合，拟定充分的交通疏解预案，并以谨慎的施工态度，实施全程密切监控，兼顾交通正常和施工安全。据笔者现场观察，现场主要的交通工具为重型货车，巨大的承载荷载，影响隧道的安全开挖，需要在开外区域周围，做好车辆引流工作，或者以限速通行等方法，尽量降低开挖段的交通荷载量。

2.红棉隧道下穿盐排高速公路段施工安全控制技术

2.1地表水处理技术

在基坑的，地表积水随时可能涌入坑内，波及基坑的稳定性，笔者建议在施工之前，将截水天沟，布置在边仰坡开挖线3-5m范围外，将地表水引流至盐排高速公路的侧沟，另外根据当地的降雨特征，确定内涝水位最高值，并以此作为基准高度，在基坑的周围砌筑挡水墙和临时排水沟，有利于坡面积水的引排，减少地表水在基坑内部的汇集量，是保证隧道安全施工的重要前提。

2.2框架桥施工技术

考虑到红棉隧道下穿盐排高速公路段，日常交通量比较大，而频繁的重荷载作用，必然影响隧道的开挖完全。对此笔者认为：在下穿之前，要提前布置框架桥，作为盐排高速公路交通重荷的承载体。

为保证框架桥施工时处于无荷载状态，期间必须进行交通疏解。具体的做法是按照双向四车道的通行原则，在封闭中央隔离带的同时，设置两处临时车道，同时封闭第8车道和第9车道，同时利用16mm的厚钢板，对第9车道的路面进行加固。

在做好交通疏解工作的基础上，开始布置框架桥。框架桥由厚度0.8m、长度20m的钢筋混凝土盖板和厚度1m混凝土连续墙组成，连续墙为盖板两边的基础结构，平均深度为23.78m，均采用C35水下混凝土，抗渗等级达到P10，而在箱涵与沥青路面的衔接位置，则采用了C15素砼过渡板。框架桥平面布置情况，见下图2：

2.3围护结施工技术

正常情况下，维护结构的施工，要求兼顾基坑的深度、结构的类型、结构的荷载等主客观条件，紧扣基坑抗变形和内支撑等稳定性要求。根据红棉隧道下穿盐排高速通路区段的水文地质条件，以及明挖段基坑的深度和宽度情况，笔者建议以“内支撑、换撑、混凝土盖板、连续墙”构筑围护结构，其中内支撑分为两道，均为φ609钢支撑，壁厚均为16mm；地下连续墙主材选用C35水下混凝土，导墙则选用C20混凝土，钢筋有HPB300级和HRB400级两种，钢板为H型钢。

关于围护结构的施工技术参数，结构自重、水土侧压力、地面超载为主要参数，其中钢筋砼在整个结构中重量比例最大，可按照25kN/m?计算；水土侧压力，除了粘性土水土核算，其他类型的土层，以水土分算；地面超载以20kpa计算。在明确这些参数的基础上，笔者模拟红棉隧道开挖与支撑施工的全程，依次计算其结构内力，具体详见下图3：

按照以上的模型计算，可确定下穿盐排高速公路段桩身的各项施工参数为：

①水平位移最大值：16.6m；

②弯矩最大值：1102kN・m；

③支撑轴力最大值2000kN；

④稳定性检验：整体检验系数为2.07；抗倾覆检验系数为2.3。

从这些参数推算，这种结构模式的围护结构，基本能够满足红棉隧道支撑轴力、桩移变形等要求。基于这些参数布置施工任务：在测量放线后，利用挖掘机和人工开挖手段，布置导墙的基坑，在基坑底部硬化之后，依次安装墙体模板、绑扎墙体钢筋、墙体浇筑混凝土、施做翼板钢筋和混凝土，在混凝土完全凝结后，再拆模加方木和洒水养护。

1）施工前准备。本次施工，为保证工程施工的安全，笔者建议在施工前认真检查各种机具设备的情况，再结合上图的结构情况，仔细测量控制桩点，确定具体的连续墙轴线和导墙样线位置，同时调查周围的地下管线情况，对于交叉影响的管线，必须做好醒目标志，在安全技术交底时予以重点强调。

2）导墙基槽开挖。连续墙深度为23.4m，开挖深度1.5m，由于开挖点的土体，基本为回填土，因此可直接以垂直方式进行开挖，但为避免破坏周边地下管线，笔者建议以探槽方式辅助，在确定没有地下管线影响的情况下，才能够利用挖掘机开挖，如果遇到管线，则做好地下管线保护工作，在管线周围1.5范围内，以人工方式开挖，最后包括清底、夯填、整平等作业，同样需要以人工方式进行。在成槽时，遇到比较坚硬的地层，当液压成槽设备和人工开挖方式无法满足时，需改用冲击钻机，并借助方形锤辅助修槽。其中液压成槽设计的施工，重点控制抓斗中心与槽段中心的一致，正常提起抓斗高度为80cm，根据土质坚硬程度控制冲击频率，但在起斗时不宜太快，且在出泥浆面之后，需快速将泥浆回灌，至少高于导墙顶部的300mm。至于冲击钻施工，现场以6m作为槽段标准长度，分别每个槽段上，依次布置孔位，然后按照孔位顺序冲孔、返浆和修整孔壁，同时控制好钻孔的垂直度。在此值得一提的时，地下连续墙的嵌岩深度，与岩样和设计深度等有关，需在监理工程师确认之后，方可完成终槽验收。