隧道施工论文发表期刊推荐国家级期刊《黑龙江交通科技》，《黑龙江交通科技》自创刊以来，紧紧围绕国民经济发展对交通科技的要求，有针对性地进行技术指导；结合我省低温严寒特点和实际需要报导省内交通科技新成 就、科技论文和科技成果；先进的设计理论和生产施工工艺；技术改造、企业管理的新经验、新技术、新材料、新产品、新设备、技术政策；交通工程论述，国内外 交通科技动态论述等。为我省公路桥梁建设和交通运输生产服务，为加速实现我省交通运输的现代化作出贡献。
摘要：集宁隧道为两座单线隧道，1#斜井工区进入正洞后大里程方向穿越交通繁忙的110国道，该处围岩为强风化花岗岩，拱顶上方为土砂地层和人工填土，地质条件差，加上该国道机动车辆多、载重车辆吨位大，隧道施工难度大。施工时根据实际情况，左右洞错开掘进、二衬紧跟，采取小导管、钢架和锚喷支护的施工技术，在较短的时间内，安全穿过国道，取得了可观的经济效益，对今后类似工程施工有一定的借鉴作用。
关键词：隧道,下穿,国道,施工技术
1、工程概况
集宁隧道位于既有古营盘车站和葫芦车站之间，设计为两座单线隧道，右线长6070m（DyK494+690～DyK500+760）,左线长5875m（DK494+684～DK500+559）,全线共五个作业工区，其中1#斜井进正洞向大里程方向施工需穿越110国道，线路与国道斜交，角度约42°，下穿段纵向长度40m，左右线间距约40m，该段拱顶上部覆土主要为土砂地层和人工填土，公路两侧为农田和正在建设的公交车站。
集宁隧道右线穿越110国道里程为DyK498+500～DyK498+540，隧道埋深32m，洞身通过地层为强风化花岗岩，有滴状渗水，拱部上方4m范围为土砂地层，围岩分级为IV级，设计为IV级泥岩复合式衬砌支护。
集宁隧道左线穿越110国道里程为DK498+422～DK498+462，隧道埋深36m，洞身通过地层为强-中风化花岗岩，有滴状渗水，拱部上方4m范围内土砂地层，围岩分级为IV级，按IV级加强复合式衬砌支护。
110国道是集宁市外环过境的重要通道，交通量大，载重汽车吨位大、数量多，施工稍有不慎，就可能造成国道塌方、交通中断的事故。为了确保百分之百的安全穿过国道，减小工后沉降量对国道路基下沉的影响，不影响国道的正常通车及施工人员安全，经过现场勘察、量测，同时考虑到施工因素的多变性，决定在原设计基础上进行补强措施。
2、通过110国道的施工方案
隧道穿越110国道的段落分别为右线DyK498+500～DyK498+540、左线DK498+422～DK498+462，其施工方案为：地表加强监控量测，洞内采用三台阶预留核心土短尺寸掘进，用φ42单层小导管注浆通过，拱墙采用全环拱架和锚喷支护的复合式衬砌。同时在施工期间，现场技术人员及时将施工进展、围岩变形监控量测信息及地表沉降数汇总、分析，进而指导下一步施工。
图1集宁隧道通过110国道地表情况示意图
2.1、110国道保护和监控措施
（1）穿越110国道段左、右洞掌子面错开100米施工，即右线在国道下的二衬施作完毕后左线再穿越国道。
（2）避开车流量高峰时期进行爆破作业，在准备爆破时，要有专人在地表观测过往车辆，保证联络畅通。
（3）在地表国道边埋设监控量测点并且编号，观测范围为隧道中线两侧各32m，沉降观测点纵向间距20m(DyK498+460～540、DK498+390～470)，共设5个断面；横向间距从中线向外依次为2m、3m、4m、5m、6m、7m、5m，每个断面15个观测点。在掌子面距离国道40m时候,开始量测，每天早晚各一次，同时在每次爆破后进行地表沉降测量,掌子面进入隧道下方时加大量测频率，每8h观测依次，并及时分析数据。当发现异常，应立即停止洞内作业，分析原因，启动应急方案，采取相应措施，确保国道安全及洞内施工人员安全。
（4）左线穿越国道下段落的二衬施工完毕后，即可恢复正常施工。
2.2、隧道内施工及监控措施
（1）超前支护
每环拱架均设置20根Φ42超前小导管注浆支护，小导管长3m，环向间距0.4m，纵向间距0.8m，外插角为5°～10°。超前小导管预留注浆孔，注浆孔直径Ф6-8mm，间距15cm，梅花状布置，且尾部预留止浆段50cm，小导管尾部焊接Φ12的加劲筋进行补强。小导管示意图见图2。
图2超前小导管示意图
注浆参数设计：
①注浆材料及配合比：注浆浆液采用水泥浆，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比为1:1；
②浆终压：1.0MPa；
③液扩散半径：不小于0.4m；
（2）开挖方法：
采用三台阶预留核心土法开挖，局部围岩较好地段采用弱爆破，每循环进尺0.8m，钢架必须落到坚实的地面上，或者用槽钢垫在钢架下方。上台阶采用环形预留核心土开挖，核心土面积不小于开挖断面积的50%，纵向长度不超过1.6m，高度不大于2.5m；中台阶开挖，两侧交错开挖，先开挖一侧支护好后，再开挖另一侧支护好后，去除核心土，开挖高度不超过4m，纵向长度不超过5m；之后开挖下台阶，下台阶同样采取左右交错开挖。仰拱紧跟下台阶，每次施做长度不超过5m，二衬紧跟仰拱施作。开挖示意图如图3所示，开挖顺序I区——II区——III区——IV区——V区——VI区——VII区——VIII区——IX区——X区。
图3三台阶开挖示意图
（3）、支护措施：
开挖后，首先素喷稳固围岩，之后采用钢架和锚喷支护相结合的施工技术：锚杆采用Φ22钢筋、3.5m长垂直锚固围岩；钢筋网采用Φ8钢筋、间距20cm×20cm，且与初喷混凝土密贴；钢架采用I18型钢，间距0.8m，喷混凝土厚度为25cm，钢架之间的连接采取螺栓连接，且钢架与连接板之间要焊接饱满，不留空隙；钢架之间用Φ22钢筋连接，环向间距1m；钢架连接处采用4根Φ42、长4m的锁脚锚管焊接，用Φ22“U”型钢筋将锁脚锚管和钢架焊接牢固，并注浆加固，形成整体受力。由于本隧道二衬台车长度为9m，每向前开挖支护9m，立即进行一次二衬施工，直到二衬穿越国道段结束。
（4）洞内监控量测
洞内收敛变形量测点与拱顶下沉量测点按5m布设一组，每组5个点，拱顶下沉测点设置在拱顶轴线附近，净空量测点布置在隧道最大跨度处及以上3m处，左右两侧对称布置4个测点。监控量测布点在喷砼前预埋，保证布点打入围岩，测点牢固可靠，易于识别，标明断面编号和断面里程，并注意保护，严防损坏，测点损坏后及时补设。净空变化、拱顶下沉量测在每次开挖12h内取得初读数，最迟不得大于24h，且在下一循环开挖前必须完成。
量测频率：量测频率根据监测数据的变化情况而定，按表1进行量测。
表1拱顶下沉及周边收敛量测频率表
序号变形速度（mm/d）量测频率
1≥54次/天
21～53次/天
30.5～11次/天
40.2～0.51次/2天
5＜0.21次/5天
每次量测完后及时进行数据整理，并绘制时态曲线和距离开挖面的关系图。在取得足够的数据后，对监测结果进行回归分析。预测可能出现的最大位移值和变化速度。根据根据收敛速度判别：收敛速度＞5mm/d时，围岩处于急剧变化状态，加强初期支护系统；收敛速度＜0.2mm/d时，围岩基本达到稳定。根据回归后位移时态曲线的形态，当围岩位移速度不断下降时表示围岩趋于稳定状态，当位移速度保持不变时说明围岩不稳定，当位移速度不断上升时表示围岩进入危险状态，需加强支护措施。
3、安全保证措施及应急措施
项目部根据隧道下穿110国道的具体情况，成立了专项安全生产领导组，项目经理任组长，班子成员为副组长，各职能部门全部参与，现场设立专职安检工程师，在工班设兼职安全员，形成自上而下的安全生产保证体系，对施工实施全过程安全监控，对作业人员进行专项安全培训，配备好应急物资，并进行了应急演练。
3.1针对隧道下穿国道的施工特点，制定切实可行的安全生产技术措施，加强安全技术管理，统一指挥，及时解决生产进度与施工安全的矛盾。
（1）实行安全生产三级管理，即：一级管理由项目经理负责，二级管理由专职安质工程师和安全员负责，三级管理由班组长负责，作业点设安全监督岗。
（2）完善各项安全生产管理制度，针对实际情况制定相应的安全管理制度，并严格落实。
（3）建立安全生产责任制，落实各级管理人员和操作人员的安全职责，做到纵向到底，横向到边，各自作好本岗位的安全工作。
（4）严格执行逐级安全技术交底制度，施工前进行详细的安全技术交底。各级专职安全员对安全措施的执行情况进行检查、督促并作好记录。
（5）加强施工现场安全教育
针对该段工程的特点，重点对专职安全员、安全监督岗岗员、班组长及从事特种作业的起重工、电工、焊接工、机械工、机动车辆驾驶员进行培训和考核，学习安全生产必备的基本知识和技能，提高安全意识。未经安全教育的管理人员及施工人员不准上岗。未进行三级教育的新工人不准上岗。
（6）认真执行安全检查制度
安全生产领导组成员要定时检查安全制度的落实，组长每5天检查一次，副组长2天/人次，安检部门每天检查一次，作业班组实行每班班前、班中、班后三检制，不定期检查视工程进展情况而定。
3.2应急的措施
当地表产生沉降及位移时，采取的具体措施：首先跟公路相关部门协商，通行车辆改道绕行，其次对沉降部位周围5～15m范围内采用φ108钢花管进行地表注浆加固，间距60×60cm梅花状布置,加固深度至基础下5～10m范围。待基础稳定后再进行施工，同时严格遵循“短开挖、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测、早衬砌”的施工原则。
4、注意事项：
4.1开挖后及时采取支护措施，及时封闭，及时成环。密切观察掌子面围岩的变化情况，如与设计不符，及时与设计院联系调整施工方案。
4.2上台阶围岩差的部位采用I18临时仰拱。
4.3二衬紧跟掌子面，距掌子面距离不超过20m。
4.4为确保万无一失通过110国道，现场加大人员值班力度，安排人员24小时值班，及时反馈信息。
5、结束语
集宁隧道在保证110国道正常交通运行的情况下安全、顺利的通过，全面实现了施工安全、质量、进度三重要求，确保了110国道的安全运行，为今后类似的施工条件提供了依据，也为中铁六局在蒙冀公司范围赢了声誉，社会效益显著。
参考文献
1TB10204-2002铁路隧道施工规范【S】
2TB10108-2002铁路隧道喷锚构筑法技术规范【S】
3TB10121-2007铁路隧道监控量测技术规程【S】
4TZ231-2007铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南
