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音堂隧道下穿连霍高速公路施工技术简介

音堂隧道是某重点交通工程的关键组成部分，其施工过程中需下穿国家主干道——连霍高速公路，施工环境复杂、技术要求高。为确保高速公路运营安全与隧道施工质量，项目采用了多项先进施工技术。

首先，在施工前进行了详细的地质勘察和数值模拟分析，制定了科学的穿越方案。考虑到高速公路车流量大、荷载重的特点【浙江省】《建筑基坑工程技术规程db33/t 1096-2014》，采用“管棚超前支护+注浆加固”技术对地层进行预处理，有效提升了围岩稳定性，减少沉降风险。

在隧道掘进过程中，结合现场实际，选用台阶法或CRD法等适合软弱围岩的开挖方法，严格控制每循环进尺，并配合实时监控量测系统，动态调整支护参数，确保施工过程中的结构与运营安全。

此外，项目还建立了完善的交通疏导与安全保障体系，在施工期间设置临时限速、警示标志及远程监控设备，协调交警、路政部门联合管理，最大限度降低对交通的影响。

通过科学组织与技术创新，音堂隧道成功实现对连霍高速公路的零事故下穿施工，为类似复杂环境下隧道穿越既有公路提供了宝贵经验。

的检查，指定专职人员负责该项工作，并将检查数据记 录成册，建立台账。及时整理分析，对照上述轨道静态 几何尺寸容许值判断线路状态。并适当安排轨道动态 检查次数。 对于无缝线路防护，要重点观测轨温和无缝线路 方向的变化，准备充足的道作，有降温措施，预防胀轨 现象发生。

4.5.4变形控制标准

随着我国城市化建设进程的快速推进，要求穿越 铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2009（11

与高速公路平面关系见图1。

南 隧道与高速公路关系

该段地层为上覆第四系上更新统黏质黄土、粉质 黏土，下伏震旦系下统马家河组辉石安山岩夹泥岩、砂 岩、页岩.洞身属于V级黄土加强。

本工程暗挖段下穿的连霍高速公路是我国东西大 动脉，工程处在十分敏感的地段。高速路上车流量大、 车速快，为保证下穿段隧道施工期间高速路的绝对行 车安全，三门峡市高速路运营管理单位提出了沉降控 制标准要求：隧道开挖期间及铁路运营后高速公路路 面绝对沉降值控制在30mm以内。由于隧道洞顶覆 土浅，因此，在不具备洞外施工降水、工程地质比较差 等诸多不利条件下，如何保证施工期间隧道不塌及 高速路的路面绝对沉降，采取措施降低施工风险是本

既有铁路的各类管线不断增加。水平定向钻进管线穿 越电气化铁路工法，以其作业方便、铁路行车干扰小、 工程造价低、施工环保等特点，深受人们的欢迎。本工 程至2009年7月完工，总工期53d，铁路限速慢行时 间25d，轨道几何状态良好，无行车及人身事故发生， 工程造价得到有效控制，工程质量优良，并经验收合 格：同时也取得了较好的经济效益和社会效益。

1] 上铁工函[2006]915号，关于加强营业线顶管施工安全管理的通 知[S]. [2]水平定向钻进管线铺设工程技术规范[S]. [3]铁办[2008]190号，铁路营业线施工安全管理办法的通知[S]. [4]上铁运发[2008]316号，上海铁路局营业线施工安全管理实施细 则[S]. [5]铁运[1999]146号部令.铁路工务安全规则[S]. [6]铁运[2006]146号部令，铁路维修规则[S]. [7]同济大学.杭州地铁1号线盾构隧道下穿铁路艮山门站的技术方 案研究[R].上海：2007.

工程的难点；确保隧道安全、顺利、高质量的贯通是难 点中的重点。

(1)在隧道下穿高速公路地段160m范围内，采 用大管棚注浆超前支护，支护拱部120°范围内的围 岩；管棚采用Φ159mm无缝钢管，共分4排，长度分别 为40.60、55、35m，纵向搭接长度为10m。管棚长度 按190m设置（考虑搭接）。 (2)管棚施工前，在管棚工作室掌子面洞身开挖 轮廓线上方架设两拱架，然后挂网喷射混凝土封闭 掌子面。 (3)钻孔是管棚施工的关键工艺，钻孔质量的优 劣关系到管棚的整体质量。大管棚钻孔孔口位置沿隧 道拱部开挖轮廊线外10cm布置，每环92根（双层）， 环向间距0.4m，外插角1°。考虑到下一循环管棚的 开挖及钻具自然下垂等因素，管棚外插角要加大1°~ 2°（不考虑线路纵坡），这点非常重要。如果不考虑这 些因素，上一环的管棚有可能侵人下一环管棚的管棚 工作室。根据地质条件及场地条件，选用4台HTG一 200型液压管棚钻机（其中1台备用）。该机具有体积 小，扭矩大，操作灵活等优点，适于隧道内作业。钻孔 施工顺序由下向上、由两边向中间依次进行。钻孔注 意事项和防斜措施如下。 ①对孔要精确，钻具轴线要与管棚钢管轴线重合； ②钻机平台要搭建稳固，钻机要固定牢； ③钻具上安装扶正器； ④钻进过程中要随时用经纬仪测量钻杆角度，发 现偏差及时纠正。 (4)安装钢管。由于该段地质条件差，为严格控 制连霍高速公路路面沉降，要求采用跟管钻进法。边 钻孔边打人Φ159mm钢管，以避免传统的长管棚钻孔 之后打人钢管，由于钻孔收缩引起路面沉降。 钢管采用Φ159mm、壁厚8mm无缝钢管，分段安 装。为保证同一断面钢管接头数≤50%，相邻两孔钢 管接头间距>1.0m，第一段按奇、偶数分别编号，奇、 偶数不同的管长相差2m（若奇数管长为4m，则偶数 管长为6m），其后各分段管长可取相等长度（6m）。 两段之间用丝扣连接并焊接，丝扣螺纹段长度不小于 15cm。钢管上钻注浆孔，孔径为Φ10mm，孔间距50 cm，呈梅花形布置。钢管尾部2m不钻孔作为止浆 段。为提高钢管的刚度和强度，钢管内增设由4根 p20mm螺纹钢筋和固定短环组成的钢筋笼，固定环 采用外径Φ42mm、壁厚8mm，长4cm的短管环，环向 间距1m。为便于顶进，第一段钢管前端加工成锥形。

贾英凯一观音堂隧道下穿连霍高速公路施工技术

(5)注浆。每完成一根钢管，即开始进行注浆施 工，注浆采用水泥浆，水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥 强度等级42.5级以上，浆液配比为1：1。注浆压力根 据现场实际地质情况确定，注浆压力控制在0.1～0.2 MPa。注浆结束标准：终压下注浆量小于0.1L/min， 持续10min即可。

大管棚位于设计轮廊线外300mm以上时，为防 止掌子面拱部塌，掌子面拱部外缘加设Φ42mm超 前小导管加固支护土体。 (1)小导管制作与安装。超前注浆小导管采用 Φ42mm钢管加工制成，长度为3.5m，前端加工成锥 形，以便施工。 (2)小导管布设。开挖时超前预支护采用$42 mm小导管进行超前支护并注浆。环向间距400mm， 单根长3.5m，每2.5m一环，环向间距400mm，每环 46根。用凿岩台架风钻将小导管推人围岩。

(1）隧道下穿高速公路地段地质属于V级黄土加 强地质。大管棚施作完毕后，即可进行隧道开挖，采用 上部双侧壁导坑法，下部台阶法微振爆破开挖。 开挖过程中遵循“弱爆破、短进尺、强支护、早封 闭、勤量测”的原则。每部开挖完后立即架设型钢钢 架，钢架落脚处搭设锁角锚管钻孔灌注桩施工工艺（全），锁角锚管长4.0m，打 设角度35°~45°，对落脚处浮土必须清除后采用与初 期支护同强度等级混凝土填塞密实，部分不密实之处 挤塞钢板，确保钢架拱脚下无空隙后初喷混凝土，然后 打锚杆、挂钢筋网复喷混凝土。施工中，边墙设砂浆锚 杆，保证围岩系统稳定。支护断面见图2。

开挖过程中，在黄土地质中拱部易产生小坍塌时， 铁道标准设计RAILWAY STANDARD DESIGN2009（11)

采用超前预注浆加固地层，使其固结后再开挖，对坍 部位采用混凝土砌块回填密实。若局部坍塌洞室较 大，应考虑先回填后再注浆，并要多次注浆。隧道施工 预防塌方首先做好地质预报，选择安全合理的施工方 法和措施。在施工中应采取“早排水、短开挖、弱爆 破、强支护、快衬砌、勤检查”的施工措施。

为保证隧道安全、顺利、高质量的贯通和高速公路 行车安全，根据可能会出现的影响安全的因素，选择适 当的监控方案，使其能客观地反映隧道通过高速公路 时的安全状况。 监控量测是该隧道下穿高速公路施工中的关键环 节，合理、及时、准确的施工量测将为制定施工方法和 保证施工安全提供可靠的科学依据，使施工过程完全 处于信息化控制中。 通过对下穿段地表的洞内外观察、相对净空变化 值的量测及拱顶下沉量测数据分析，观音堂隧道开挖 期间及稳定后，连霍高速路段路面沉降最大值为9 mm，满足设计及三门峡市高速路运营管理单位的要 求，成功地达到了预期的效果和目的。

4.2公路行车安全措施

隧道下穿高速公路施工期间，为保证公路的正常 运营及隧道的施工安全，高速公路半幅行车，并按高速 公路路政管理规定在施工区域设置限速标志，可减小 行车对施工区域内地面的扰动；同时对隧道采取短进 尺、强支护措施，以保证公路路基稳定。

从工程地质条件、施工方案、支护结构设计、安全 保证措施等几方面较为系统地介绍了郑（州）西（安） 铁路客运专线重点控制工程一观音堂隧道的建设情 况。截止目前，观音堂隧道下穿段工程已施工完毕，隧 道施工进展顺利，无一例工程事故发生，完成了预期的 安全、进度、成本、质量目标《地下连续墙检测技术规程》，隧道二次衬砌未出现裂缝 和渗漏水等病害。