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【摘 要】随着经济发展和人们出行需要的膨胀，进行大规模的交通建设是十分关键的。在进行公路施工扩建的过程中，新建公路施工可能与既有公路建设存在交叉，不可避免的会出现新建隧道下穿就有隧道的情况。本文结合一个实际新隧道下穿既有隧道案例，对下穿的技术进行了分析和介绍，以丰富经验，提高我国交通建设施工的整体水平。
【关键词】大跨浅埋；黄土隧道；下穿公路；施工技术
前言
公路交通事业建设规模的扩大，与建筑用地的缩减是不可调和的一个矛盾。随着科学技术的发展和建筑材料的革新，逐渐出现了各种交叉式的交通建设模式。新隧道下穿既有隧道就是交叉模式的一个典型。虽然该种设计方案能够提高土地的利用效率，但是施工难度比较大，容易出现安全事故，为此，还需要对该项技术进行不断的深入研发，以最大程度的提高建设水平，降低建设风险，保证百姓的基本出行安全。下面将以大跨度浅埋黄土隧道下穿高速公路的施工案例进行具体分析。
1、工程概况
本工程位于黄土高原，既有隧道的基本数据为：长770m，开挖宽度15.6m，开挖高度13.6m，开挖断面积164m2，为双线黄土隧道。隧道进口位于R-10000m的曲线地段上，进口段洞身纵坡为8.6‰，出口段洞身纵坡为12.9‰。隧道位于黄河二级阶地后缘，高程390～420m，相对高差约30m。隧道顶部是平坦的农业用地，主要是果农经营的果园。出口位于交通比较便利的交通枢纽地带。计划两个隧道的交角为15°34′12″，立交段隧道覆盖层厚10.3m，属浅埋隧道。
2、工程地质
本工程建设位于我国西北地区的黄土高原。受到本地区独特的地址条件的影响，施工难度也相对的提高。黄土高原地区主要以黄沙为主，土质比较疏松，地表植被稀少，黄土之间的粘连性不高，容易出现坍塌和下沉等现象，施工之前需要对这些因素进行全范围的控制。
3、工程难点分析
本工程的建设施工是近年来我国交通建设的一个难度系数比较高的项目，主要的难点集中在以下几个方面：
3.1隧道挖掘的横跨度比较宽，施工的难度加强，隧道的稳定性不能够得到保证。
3.2黄沙覆盖面积大，土层薄，施工坍塌事故的可能性比较高。
3.3既有隧道是正在使用的隧道，来往车辆比较频繁，车辆和行人的运行量大，安全得不到保证。
3.4下穿段落长达200m，需要三环80m长的大管棚才能通过，风险系数较高。
3.5由于地形不平坦，施工地段的土质疏松，所以无法承受大型机械的重压，机械作业难以进行，主要以人工操作为主，而且施工技术要求比较高。
4、下穿段主要施工方法
公路隧道下穿有多种方法，施工建设单位必须结合当地的地质条件和施工环境，以及公路运行的负荷量等综合性的因素，对其进行最终的方法确定。同时为了保证施工建设的安全性，需要在建设的过程中进行信息监控，对既有隧道的来往车辆信息进行在线掌控，并要求车辆在进入施工隧道之前和之后的一段距离内减速，保证施工人员和车内人员的基本人身安全。
4.1超前支护。采用159大管棚双层支护，管棚环向间距和层间距均为0.4m，每环127根；大管棚超出设计开挖轮廓线0.3m以上时，掌子面拱部边缘加设φ50超前小导管加固土体。小导管长3.5m，每2.5m施作一环，环向间距为0.4m，每环46根。由于本隧道地质为新黄土，常规的湿式钻进方法会使黄土变得松软、塌陷，因此采用“导向跟管钻进”法施工。
4.2掌子面预加固。掌子面采用φ25纤维锚杆进行预加固，锚杆长度分为12、8m、4m三种长度。第一环三种长度的锚杆平均打设，各约占锚杆总数的1/3，其后每开挖4m打设约1/3的12m长锚杆，保证掌子面前方总有约1/3的锚杆长度大于8m。纤维锚杆间距分2层设置，上部0.8m，下部1.0m，采用等边三角形布置。
4.3初期支护。支护是隧道施工中不可缺少的一个环节，支护架能够起到固定的效果，减少施工危险，提高施工安全性。初期的支护工作需要两层完成，由于每一层的支护目的不同，所以实际的支护系数和支护条件也有差异。第一层：拱墙设φ8钢筋网，网格间距为20×20cm。全环喷C25砼35cm厚。第二层：拱墙设φ8钢筋网，网格间距为20×20cm。全环喷C25砼25cm厚，拱墙砼内掺入聚丙烯微纤维。
4.4临时支护。临时侧壁喷C25砼35cm厚，设I25临时钢架，钢架间距为0.5m，临时钢架间纵向设φ22连接筋，环向间距为1m，并间隔1m设φ22加强连接筋进行加强；临时侧壁上半断面设φ50超前小导管，长3.5m，环向间距0.5m，纵向间距2.5m一环。
5、下穿段施工监控量测变形规律
5.1洞内拱顶下沉规律。挖掘隧道后，受到重力系数的影响，拱顶必然出现下沉。只要对下沉的数值和下沉的速度进行控制，就能够保证施工建设的安全。通常来说拱顶的下沉是有规律的，规律范围内的数值变化都是安全的。侧导洞从掌子面开挖到侧导初支仰拱封闭期间，下沉量比较显著，平均3～5mm/d，之后下沉量逐渐减小，平均1～2mm/d。侧导洞洞室落底及侧导初支仰拱封闭作业期间下沉量明显，平均为4～6mm/d。中间导坑洞室从开挖到施作大仰拱前下沉较为均匀，平均1～2mm/d，大仰拱开挖期间，下沉量比较明显，平均为4～6mm/d。
5.2洞内收敛规律。侧导的两个上部洞室收敛量较小，开累为5～8mm。开挖初期3～4天内较为明显，随后每天的变化几乎都在1mm以内。侧导洞室施作后，布设的量测点位收敛量变化较为明显，洞室从施作到侧导封闭前平均为3～5mm/d。施作侧导初支仰拱期间，收敛量最大，平均为6～8mm/d。其后逐淅趋于稳定。
5.3地表沉降规律。当隧道掌子面未开挖到该断面时，沿隧道开挖方向的地表各点已产生了沉降，开挖掌子面对前方土体的影响范围一般为0.5h～0.8h，从布点至洞内掌子面到达地表观测点断面为止，一般下沉量为4～10mm。
6、结束语
通过广大施工技术人员的共同努力，历经一年的黄土隧道下穿高速公路施工建设圆满结束。这一案例的成功不仅为未来的交通建设施工提供了一个优秀的案例，同时也带动了黄土高原地区的经济发展，为西北地区人民生活水平的提高奠定了一个坚实的基础。
【关键词】大跨浅埋；黄土隧道；下穿公路；施工技术
前言
公路交通事业建设规模的扩大，与建筑用地的缩减是不可调和的一个矛盾。随着科学技术的发展和建筑材料的革新，逐渐出现了各种交叉式的交通建设模式。新隧道下穿既有隧道就是交叉模式的一个典型。虽然该种设计方案能够提高土地的利用效率，但是施工难度比较大，容易出现安全事故，为此，还需要对该项技术进行不断的深入研发，以最大程度的提高建设水平，降低建设风险，保证百姓的基本出行安全。下面将以大跨度浅埋黄土隧道下穿高速公路的施工案例进行具体分析。
1、工程概况
本工程位于黄土高原，既有隧道的基本数据为：长770m，开挖宽度15.6m，开挖高度13.6m，开挖断面积164m2，为双线黄土隧道。隧道进口位于R-10000m的曲线地段上，进口段洞身纵坡为8.6‰，出口段洞身纵坡为12.9‰。隧道位于黄河二级阶地后缘，高程390～420m，相对高差约30m。隧道顶部是平坦的农业用地，主要是果农经营的果园。出口位于交通比较便利的交通枢纽地带。计划两个隧道的交角为15°34′12″，立交段隧道覆盖层厚10.3m，属浅埋隧道。
2、工程地质
本工程建设位于我国西北地区的黄土高原。受到本地区独特的地址条件的影响，施工难度也相对的提高。黄土高原地区主要以黄沙为主，土质比较疏松，地表植被稀少，黄土之间的粘连性不高，容易出现坍塌和下沉等现象，施工之前需要对这些因素进行全范围的控制。
3、工程难点分析
本工程的建设施工是近年来我国交通建设的一个难度系数比较高的项目，主要的难点集中在以下几个方面：
3.1隧道挖掘的横跨度比较宽，施工的难度加强，隧道的稳定性不能够得到保证。
3.2黄沙覆盖面积大，土层薄，施工坍塌事故的可能性比较高。
3.3既有隧道是正在使用的隧道，来往车辆比较频繁，车辆和行人的运行量大，安全得不到保证。
3.4下穿段落长达200m，需要三环80m长的大管棚才能通过，风险系数较高。
3.5由于地形不平坦，施工地段的土质疏松，所以无法承受大型机械的重压，机械作业难以进行，主要以人工操作为主，而且施工技术要求比较高。
4、下穿段主要施工方法
公路隧道下穿有多种方法，施工建设单位必须结合当地的地质条件和施工环境，以及公路运行的负荷量等综合性的因素，对其进行最终的方法确定。同时为了保证施工建设的安全性，需要在建设的过程中进行信息监控，对既有隧道的来往车辆信息进行在线掌控，并要求车辆在进入施工隧道之前和之后的一段距离内减速，保证施工人员和车内人员的基本人身安全。
4.1超前支护。采用159大管棚双层支护，管棚环向间距和层间距均为0.4m，每环127根；大管棚超出设计开挖轮廓线0.3m以上时，掌子面拱部边缘加设φ50超前小导管加固土体。小导管长3.5m，每2.5m施作一环，环向间距为0.4m，每环46根。由于本隧道地质为新黄土，常规的湿式钻进方法会使黄土变得松软、塌陷，因此采用“导向跟管钻进”法施工。
4.2掌子面预加固。掌子面采用φ25纤维锚杆进行预加固，锚杆长度分为12、8m、4m三种长度。第一环三种长度的锚杆平均打设，各约占锚杆总数的1/3，其后每开挖4m打设约1/3的12m长锚杆，保证掌子面前方总有约1/3的锚杆长度大于8m。纤维锚杆间距分2层设置，上部0.8m，下部1.0m，采用等边三角形布置。
4.3初期支护。支护是隧道施工中不可缺少的一个环节，支护架能够起到固定的效果，减少施工危险，提高施工安全性。初期的支护工作需要两层完成，由于每一层的支护目的不同，所以实际的支护系数和支护条件也有差异。第一层：拱墙设φ8钢筋网，网格间距为20×20cm。全环喷C25砼35cm厚。第二层：拱墙设φ8钢筋网，网格间距为20×20cm。全环喷C25砼25cm厚，拱墙砼内掺入聚丙烯微纤维。
4.4临时支护。临时侧壁喷C25砼35cm厚，设I25临时钢架，钢架间距为0.5m，临时钢架间纵向设φ22连接筋，环向间距为1m，并间隔1m设φ22加强连接筋进行加强；临时侧壁上半断面设φ50超前小导管，长3.5m，环向间距0.5m，纵向间距2.5m一环。
5、下穿段施工监控量测变形规律
5.1洞内拱顶下沉规律。挖掘隧道后，受到重力系数的影响，拱顶必然出现下沉。只要对下沉的数值和下沉的速度进行控制，就能够保证施工建设的安全。通常来说拱顶的下沉是有规律的，规律范围内的数值变化都是安全的。侧导洞从掌子面开挖到侧导初支仰拱封闭期间，下沉量比较显著，平均3～5mm/d，之后下沉量逐渐减小，平均1～2mm/d。侧导洞洞室落底及侧导初支仰拱封闭作业期间下沉量明显，平均为4～6mm/d。中间导坑洞室从开挖到施作大仰拱前下沉较为均匀，平均1～2mm/d，大仰拱开挖期间，下沉量比较明显，平均为4～6mm/d。
5.2洞内收敛规律。侧导的两个上部洞室收敛量较小，开累为5～8mm。开挖初期3～4天内较为明显，随后每天的变化几乎都在1mm以内。侧导洞室施作后，布设的量测点位收敛量变化较为明显，洞室从施作到侧导封闭前平均为3～5mm/d。施作侧导初支仰拱期间，收敛量最大，平均为6～8mm/d。其后逐淅趋于稳定。
5.3地表沉降规律。当隧道掌子面未开挖到该断面时，沿隧道开挖方向的地表各点已产生了沉降，开挖掌子面对前方土体的影响范围一般为0.5h～0.8h，从布点至洞内掌子面到达地表观测点断面为止，一般下沉量为4～10mm。
6、结束语
通过广大施工技术人员的共同努力，历经一年的黄土隧道下穿高速公路施工建设圆满结束。这一案例的成功不仅为未来的交通建设施工提供了一个优秀的案例，同时也带动了黄土高原地区的经济发展，为西北地区人民生活水平的提高奠定了一个坚实的基础。