新建隧道下穿既有高速公路的施工技术

新建隧道下穿既有高速公路的施工技术

昭通市交通建设工程质量安全监督局云南昭通657000

摘要:随着我国社会经济的快速发展,人民生过水平的不断提高,对交通的质量和数量也有了更高的要求,近些年来,我国的铁路网络不断完善,铁路服务质量与运行速度也不断提高,因此对隧道的施工技术要求也越来越高,尤其是对新建隧道下穿既有高速公路的施工技术提出了更高的要求。目前,我国关于隧道下穿既有高速公路的相关施工技术还有很多不足之处,存在施工效率低,安全性差等缺点。本文对隧道施工工程中的技术现状进行了分析,然后提出了相应的解决方案,从而为相应的技术人员提供参考意见。

关键词:新建隧道;高速公路;施工技术;

1.前言

新建隧道下穿既有高速公路的施工技术在实际中的应用范围较广,其发挥的作用也很大,属于隧道中较为特殊的一种,因此,应当对其中的关键技术进行分析与优化,对新建隧道下穿既有高速公路的施工进行介绍,并对该技术的应用进行分析,从而保证隧道工程的顺利完工,促进我国关于隧道下穿既有高速公路的施工技术的提升。

2.隧道下穿既有高速公路的施工技术现状

2.1工程概况简介

某隧道全厂一千多米,其中包括30m长的进口明洞和6m长的出口明洞,此外,还有250m的三级围岩、110m的四级围岩和500m的五级围岩。由于该路段采用250km/h的双块式无砟轨道客运专线的设计,使得该隧道工程比其他类型的隧道工程难度大,技术要求高。另外,该工程还要求内轨顶面的面积要大于90m,双线牵引电力间距要求5m,且整个轨道要进行加宽处理。

2.2隧道支护概况简介

对于隧道支护的概况,由于该类隧道工程属于断面较大的一种超浅埋隧道工程类型,因此,为保证该信件隧道下穿既有高速公路的整体结构的稳定性以及整个工程的工程质量等,该隧道采取三心圆曲墙式和断面复合式的衬砌结构,并同时采用超前管棚对工程隧道进行支护,起到辅助支护的作用,从而最大限度的降低隧道围岩周围的应力对工程产生的影响,最终避免因围岩的变形而产生的多余的应力对隧道结构的损害,从而尽可能的减少甚至避免出现隧道因外界原因导致的隧道坍塌的现象。

2.3新建隧道下穿既有高度公路的施工方案设计

针对该类工程类型为四级二类型的加强复合围岩级别,首先采用了超前保护的支护模式,采用支护长度为30m,直径准为100mm的超前管棚且40根为一环的支护长度,其各环之间的密度设置为0.4m一根;其次,应当进行左右两侧导坑的上台阶开挖施工以及相关区域的支护处理,随后进行左侧及右侧的导坑下台阶的开挖工程,同样需要进行支护处理。然后,应用I20b型号的工字钢闭环作为结构支撑,在其弓步设置20组中空锚杆,20根墙边准锚杆,所有的锚杆长度均为4m,采用30M的螺纹钢筋进行连接,并保持在25cm左右的C25喷射混凝土厚度,最优采用二次衬砌的方法进行施工,采用C35型号的钢筋混凝土,且其厚度应保持在50cm左右,仰拱角度的厚度应保持在60cm左右。

3新建隧道下穿既有高度公路数值分析

针对该工程,应当首先进行工程结构应力、环境对工程的影响等数值模拟,从而在最大限度内降低后期的施工成本并增加施工的安全性和经济性。采用MIDASGTS数值软件进行相应的数值计算,进行动态的施工全过程,在该分析过程中,采用双侧壁导坑法进行可行性以及安全性的分析计算。

其数值分析的基本过程为:首先,建立数值仿真模型,适当的对该工程的环境以及工程结构等进行相应的合理的简化处理以提高其运算速度,建立其有限元网格模型;然后,选择相应的工程仿真参数,该参数是工程数值仿真成功的关键一步,因此应当对此加强重视,一般情况下,需要考虑围岩的物理力学参数,如弹性模量、内聚力、内摩擦角、密度以及其泊松比等参数,其选取依据应当参照《城市桥梁设计载荷标准》来进行,从而保证其参数的可靠性;最后,进行仿真计算并对仿真结果进行分析,分析其隧道结构等的结构参数能否满足相应的围岩等环境的力学性能要求。

4隧道下穿既有高速公路的施工技术分析

4.1施工流程安排

由于该隧道属于浅埋隧道类型,因此,应当对隧道的路面侧沉降问题进行有效的控制,与此同时,还应当对重点分析解决该路面沉降问题的有效方法。通过对隧道可能出现的各种问题进行综合考虑,分析各方面的影响因素,在充分的掌握该隧道周围环境以及施工流程就施工环境等的情况下,应当结合实际情况进行相应的管棚超前支护。在隧道双侧壁导坑带临时仰拱法。其施工的具体流程大致为:首先进行大管棚及小导管的超前支护施工作业,然后对右侧导坑上台阶开挖作业和支护,紧接着是中部核心土中心台阶以及中下台阶的开挖,进行左右两侧的导坑台阶的支护,最后拆除所有临时的支护,进行隧道工程的二次衬砌施工阶段。

4.2施工技术应用分析

当对超前支护施工的过程中,应当注意,需要采用大管棚和小导管的形式进行相应的支护作业,同时按照一边开挖一边施工的模型进行小导管的施工过程,该施工过程应当在隧道开挖之前就需要完成大管棚的施工作业。超前大棚管的管棚钢管的中心间距设置30cm,中间通过6m的间距进行连接。其开挖轮廓线应以20m的间距进行工程隧道的布置,需要布置80根以形状为半圆的横截面钢管,同时在两侧进行双向施工,长度为5m的小导管的数量应当超过40根方可,同样的,在管棚拱部半圆范围内进行相应的设置。

4.3交叉中隔壁法开挖支护

交叉中隔壁法开挖支护的方法又叫做CRD方法,该开挖支护的相关流程大致为:首先进行左右两侧上部和中部的超前支护,其施工顺序依次为左侧上部、左侧中部,然后是右侧上部、右侧中部,其中,每一个施工部分中可分为三个部分,具体施工过程为:首先进行超前支护施工,当超前施工完成后再进行开挖施工操作。该部分的施工完成后进行下部的施工操作,其施工过程和前面的上部和中部的施工过程基本一致,但应当注意的是,下部的施工过程应当注意其仰拱超前浇筑施工,该施工过程应当注意进行铺设环向和纵向的盲管以及防水层,然后进行全断面的二衬施工。

4.4施工结构锚杆技术的应用

在隧道施工进行初喷混凝土之后就应当进行锚杆作业,同时和隧道的钢筋、钢筋网片以及喷射混凝土等共同构成承载重量的结构部分。在拱部位置的打孔操作应当由锚杆机进行,其余部分的空洞则由风洞机进行钻孔作业,同时,应当要求该孔洞的精确度和圆度,其空洞应圆滑笔直的直立于围岩表面,其空口应当排列整齐,其漏出的部分应当统一整齐,且不超过10cm。另外,还应当注意,在施工过程中其垫板的安装必须满足相应的要求,应当将垫板紧密的贴合隧道围岩的表面,从而保证其精度要求。在进行控制锚杆的施工的过程中,其锚杆的误差应当严格控制,应当小于1cm方可,应当严格按照工程隧道施工图纸进行施工,各个施工细节应管控到位,从而保障施工的整体质量,对新建隧道下穿既有高速公路的施工质量水平具有重要意义。

5结束语

总而言之,在进行新建隧道下穿既有高速公路的施工时应当综合考虑包括隧道自身安全的管理、高速公路的投入与和运营以及隧道周围环境等多方面的因素,从而最大限度的保证施工工程的质量,提高施工单位的经济效益以及社会影响力。

参考文献:

[1]吴世兵.新建隧道下穿既有高速公路施工技术[J].科技创新与应用,2018(29):162-163.

[2]刘让民.新建隧道下穿既有高速公路施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2018(22):137.

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