摘要:依托實際工程，介紹了雙線盾構隧道長距離下穿高速公路路基段路基保護措施，并基于理正巖土軟件與FLAC3D軟件研究了雙線盾構隧道下穿高速公路路基段穩定性及隧道施工對高速公路路基的擾動效應規律，驗證施工保護措施的實施效果。研究結果表明:采用袖閥管注漿加固能夠提高路基邊坡的總的抗滑力，能夠有效地提高路基穩定性，高速公路路基加固后路基穩定性系數為2.3(>1.40)，滿足規范要求;隧道施工過程中隧道洞周兩側圍巖向洞內發生擠入變形，路面沉降最大值出現在隧道正上方的路面，越往路面兩邊沉降值越小，且最終穩定在右線隧道正上方。隧道下穿路基施工完成后，隧道洞周圍巖、公路路基沉降值均在規范允許值范圍內。

　　關鍵詞:盾構隧道,高速路基,注漿加固,穩定性

　　隨著我國經濟的快速發展，城市交通壓力的日益加大，由于受地形地質條件的制約，出現了大量的地鐵隧道下穿高速公路的現象，隧道下穿既有高速公路成為近年來的一種常見形式[1-9]，而隧道頂部覆蓋層較薄，路基填筑材料穩定性差，極易產生較大的變形，甚至失穩，將對隧道施工與高速公路運營造成安全影響，需要采取有效的工程措施，以減小隧道施工對路基的擾動。

　　如何安全有效地控制或者減小隧道施工對高速公路路基的擾動，將路基沉降變形控制在安全范圍以內，具有十分重要的意義，因此急需合理地研究下穿隧道施工對高速公路路基變形控制措施。本文依托某一實際工程，介紹了雙線盾構隧道長距離下穿高速公路路基段路基施工保護措施，并采取理正巖土軟件對路堤加固前后進行穩定性驗算，借助FLAC3D軟件建立路基-隧道三維數值計算模型，對雙線盾構隧道下穿高速公路路基段施工進行模擬，驗證施工保護措施的實施效果。

　　1工程概況

　　某盾構隧道下穿某高速公路，隧道與高速公路的夾角約為65°，其下穿長度約為43.7m，高速公路路面寬度為24.5m，路基高度為12m，隧道穿越路基段埋深在8～15m之間，穿越路基段左右線隧道相距8.2m，盾構襯砌采用C50鋼筋混凝土管片，管片內徑5.2m，壁厚0.5m。盾構隧道穿越路基段地層自上往下主要分布有人工填土(石)，礫質粘性土、殘積土，全、強、中及微風化巖，隧道穿越地層主要為礫質粘性土，隧道施工順序為先進行右線開挖，待右線開挖完成后，再進行左線開挖，開挖循環進尺為2m。

　　2路基加固方案

　　為保證盾構安全穿過高速公路路基段，防止盾構施工對土體的擾動造成路面沉降超標或塌陷，需對隧道穿越范圍內路基進行袖閥管注漿加固，在注漿路基加固過程中，為減小注漿施工對路面交通的影響，保證高速公路交通正常通行，現場制定可行的交通疏解方案，對加固區域路面交通進行交通疏解。現場對路基路面以下10m范圍內路基土進行加固，注漿參數為76袖閥管，水泥水灰比1∶1，孔間距設計為1.0m左右。

　　通過理正巖土軟件對高速公路路堤邊坡穩定性進行驗算，并將路基加固情況與未加固情況路基穩定性結果進行對比，分析比較未加固措施及加固措施對路基整體穩定性的影響。輸入加固情況與未加固情況的土體基本參數，通過理正巖土軟件計算，得到土體的總的下滑力、總的抗滑力以及路基穩定性系數。

　　路基未加固時，路基穩定性系數1.08(<1.40)，不滿足公路路基設計規范要求[10]。路基加固后，路基穩定性系數2.3(>1.40)，滿足公路路基設計規范要求[10]。采用路基加固措施后，相比未加固情況，路基穩定性系數有較大幅度提高，說明注漿加固能夠提高路基邊坡的總的抗滑力，對路基穩定性提高具有顯著的作用。建議在工程實際注漿過程中，應嚴格控制注漿時間和注漿壓力，減小注漿施工對路面的擾動。

　　3隧道下穿高速公路路基段施工影響分析

　　3.1計算模型與參數

　　基于FLAC3D軟件建立隧道與路基三維空間模型，模型尺寸為:150m×120m×100m(縱向長度×橫向寬度×高度)，三維計算模型共劃分為16.2萬個單元，土層采用摩爾-庫倫彈塑性本構模型，盾構隧道管片襯砌采用彈性模型，土層采用實體單元模擬，管片采用板單元模擬[11]。

　　3.2計算結果分析

　　提取開挖后隧道洞周圍巖水平位移、豎向位移及路面沉降計算結果如下。隧道左右兩側圍巖向洞內發生擠入變形，在左線開挖后，左線隧道的左邊圍巖的水平最大位移值為9.18mm，右邊圍巖的水平最大位移值為-8.91mm，小于洞內收斂控制值12mm[12]。待右線貫通之后，左線隧道的左邊圍巖的水平最大位移值為8mm，較左線貫通時水平位移稍有減小，減小了1.18mm;而其右邊圍巖受右線開挖影響，水平最大位移值為-9.1mm，較左線貫通時水平位移有所增大，約增大了0.2mm。

　　而右線隧道的左邊圍巖的水平最大位移值為10.2mm，其右邊圍巖的水平最大位移值為-8.8mm，洞周水平收斂均小于洞內收斂控制值12mm，滿足規范要求[12]。左線隧道開挖后，拱頂將會出現沉降及拱底將會隆起，豎向離拱頂越近，沉降值越大，拱頂最大沉降值為-35.2mm，拱底的最大隆起值為8.21mm。

　　右線隧道開挖后，拱頂將會出現沉降，而拱底將會隆起，拱頂的最大沉降值為-33.2mm，拱底最大隆起值為13.2mm。而左線的拱頂沉降最大值稍有減小，拱底隆起最大值稍有增大，但變化量很小，可以忽略不計。左右線拱頂下沉值均小于控制值64mm，滿足規范要求[12]。隨著左線隧道的掘進，高速路面將會出現沉降，且位于左線隧道正上方的路面沉降值最大，越往兩邊，沉降值逐漸減小，高速路面沉降值最大為-12.5mm。

　　隨著右線隧道的掘進，高速路面將會出現沉降，且位于右線隧道正上方的路面沉降值最大，越往兩邊沉降值越小，高速路面沉降值最大為-17.4mm。在右線隧道掘進完成后，路基的最大沉降會向右移動，并最終穩定在右線隧道上方。同時，左線隧道上方的路面沉降值并沒有減小。隧道穿越施工完成后路面地表沉降均小于控制值30mm，滿足規范要求[12]。

　　4結論與建議

　　本文依托某一實際工程，研究了盾構隧道長距離下穿高速公路路基段路基施工保護措施，并基于理正巖土軟件與FLAC3D軟件對隧道下穿公路路基施工時路基穩定性進行了研究分析，驗證了施工保護措施的實施效果。研究結論如下:

　　1)袖閥管注漿加固能夠提高路基邊坡總的抗滑力，能夠有效地提高路基穩定性，高速公路路基加固后路基穩定性系數為2.3(>1.40)，滿足公路路基設計規范要求。建議在工程實際注漿過程中，應嚴格控制注漿時間和注漿壓力，減小注漿施工對路面的擾動。

　　2)隧道施工過程中隧道洞周兩側圍巖向洞內發生擠入變形，路面沉降最大值出現在隧道正上方的路面，越往路面兩邊沉降值越小，且最終穩定在右線隧道正上方。隧道下穿路基施工完成后，隧道洞周圍巖、公路路基沉降值均在規范允許值范圍內，實際采用的路基加固措施能夠保證路基的安全要求。

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