公路隧道工程建設(shè)的開挖支護施工及其管理

王 劍

青海省高等級公路建設(shè)管理局

公路隧道工程建設(shè)的開挖支護施工及其管理

王 劍

青海省高等級公路建設(shè)管理局

隨著城市建設(shè)的快速推進，促進了公路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展。公路隧道工程建設(shè)開挖支護施工是公路工程建設(shè)施工的組成部分，施工時要根據(jù)地質(zhì)勘察的情況進行分析。然后與各種開挖方案進行結(jié)合。本文闡述了公路隧道工程建設(shè)的主要開挖施工方法，對公路隧道工程建設(shè)的開挖支護施工要點及其管理進行了探討分析，旨在促進公路工程建設(shè)順利實施。

公路工程建設(shè)；開挖施工方法；支護；施工要點；管理

一、公路隧道工程建設(shè)的主要開挖施工方法

公路隧道工程建設(shè)開挖施工方法主要有：(2)臺階法。臺階法也主要是在改進全斷面一次開挖法的基礎(chǔ)上演變來的，通常會用到圍巖從全斷面開挖到支護前期環(huán)節(jié)階段持于穩(wěn)定狀態(tài)下的地層中。我國目前大概有70%的公路隧道工程建設(shè)都會采用這一方法。按照臺階長度的不同，臺階法一般可劃分為長臺階法、短臺階法以及超短臺階法，施工中采用哪一種方法較合適，應(yīng)從兩方面的因素考慮：首先，對初期支護形成閉合斷面的時間要求，圍巖越差，要求閉合時間越短。其次，對上部斷面施工中使用的開挖、支護等各環(huán)節(jié)設(shè)備所需施工場地大小的要求。若是軟弱圍巖，應(yīng)以第一條為主并兼顧第二條，保證施工的安全，對于整體性好的圍巖，應(yīng)將重點放在怎樣將機械設(shè)備效率全面發(fā)揮。(1)全斷面開挖法。其是根據(jù)公路隧道工程建設(shè)設(shè)計輪廓進行一次爆破成型，再采用錨固支護與二次襯砌的方法來施工。全斷面開挖法在Ⅰ～Ⅱ類整體性好的圍巖中應(yīng)用十分理想，若是在Ⅲ類圍巖中進行使用，就要求圍巖必須從全斷面開挖到支護前期環(huán)節(jié)階段持于穩(wěn)定狀態(tài)下。同時，施工現(xiàn)場還要有大型機械設(shè)備，隧道長度或者施工區(qū)段長度應(yīng)保持適當(dāng)距離。通常來說，不得低于1km，不然，采用大型設(shè)備施工難以獲取較高的經(jīng)濟價值。

二、公路隧道工程建設(shè)的開挖支護施工要點分析

1、公路隧道工程建設(shè)的掘進機開挖施工要點。公路隧道工程建設(shè)的掘進機包括盾構(gòu)和TBM，對于軟土層隧道我們多采用盾構(gòu)，對于巖石層隧道則采用TBM。隧道圍巖是否可以挖掘可通過圍巖的單抽抗壓強度和耐磨性等因素來考慮，對軟性圍巖采用掘進機開挖的方式，能夠有效的保持圍巖的穩(wěn)定性和防止坍塌，對圍巖的影響小。并且掘進機開挖公路隧道方法多采用兩步臺階法開挖，具體開挖高度則要通過巖石地質(zhì)分析和掘進機的選擇來確定，臺階長度一般采用長臺階，對于地質(zhì)條件差的隧道可采用中長臺階法或者短臺階法開挖。

2、鋼架及大拱腳鋼架施工要點分析。(1)鋼架施工。鋼架在加工廠下料分節(jié)焊接制作，保證每節(jié)的弧度與尺寸符合設(shè)計要求，每節(jié)兩端均焊連接板，節(jié)點間通過連接板用螺栓連接。鋼架安裝應(yīng)嚴格控制其內(nèi)輪廓尺寸，且預(yù)留沉降量，防止侵入襯砌凈空，鋼架與圍巖間的間隙必須用噴射混凝土充填密實，保證支護與圍巖密貼，控制圍巖變形，兩排鋼架間用縱向連接鋼筋連接，連接鋼筋環(huán)向間距1m，以形成整體受力結(jié)構(gòu)。(2)大拱腳鋼架設(shè)計施工分析。圍巖破碎自穩(wěn)性差采取正臺階施工時，為確保開挖下臺階時上臺階結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在上臺階拱腳處設(shè)置大拱腳，大拱腳高1m，寬0.5m。大拱腳鋼架施工是在上臺階開挖后，采用風(fēng)鎬人工修鑿擴大拱腳，支立加工好的拱架后，噴射初期支護混凝土。大拱腳施工，任何一種支護措施都有其適用范圍，大拱腳鋼架支護形式主要適用于黃土等自穩(wěn)性較好地質(zhì)，正臺階法開挖施工。對薄層頁巖等地質(zhì)該法適用性較差，因上臺階開挖后修鑿擴大拱腳需要一定時間，圍巖開挖后不能及時支護，有可能造成圍巖失穩(wěn)坍塌。但隧道設(shè)計中，為加強軟弱圍巖支護措施，往往直接套用該措施，既不便于施工，又浪費材料，同時帶來了更大的施工安全風(fēng)險，故該法應(yīng)謹慎采用。

3、噴射混凝土施工要點分析。噴射混凝土在隧道開挖后及時施作，盡早封閉圍巖，噴射混凝土施工采用混凝土噴射機分段分層施作，噴射混凝土完成后及時養(yǎng)護。噴射混凝土應(yīng)與圍巖面可靠粘結(jié)，但實際施工中，由于隧道開挖施工存在超欠挖，使開挖輪廓不是完全平順的輪廓面，增加了噴射混凝土施工難度，同時，加大了噴射混凝土工作量。于是，有的隧道工程施工中，在噴射混凝土前將開挖輪廓面較大的凹坑采用石棉板、木板等材料封蓋后再施作噴射混凝土層，這樣，既節(jié)約噴射混凝土材料，又減少了噴射作業(yè)工作量。

三、公路隧道工程建設(shè)的施工管理

公路隧道工程建設(shè)的施工管理主要表現(xiàn)為：(1)施工現(xiàn)場的管理。公路隧道工程建設(shè)施工過程中，必須加強現(xiàn)場組織管理，其目的主要是加強施工作業(yè)安全。施工過程中要進行爆破、鉆眼、噴射混泥土、運輸?shù)裙ぷ鳎瑫?dǎo)致隧道施工過程中產(chǎn)生大量有害氣體，同時施工環(huán)境內(nèi)擁有大量的粉塵，為了保證隧道內(nèi)工作人員的生命健康，必須及時更換和凈化隧道內(nèi)的空氣，保證施工環(huán)境新鮮空氣的供給，降低隧道內(nèi)有害氣體和粉塵的濃度，從而保障工作人員在安全環(huán)境下施工，提高工程開展進度。因此，非常有必要完善隧道內(nèi)各種通風(fēng)設(shè)備。公路隧道客運隧道設(shè)計防水等級必須符合《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》一級防水規(guī)范。(2)公路隧道工程建設(shè)施工的風(fēng)險管理。在隧道施工過程中應(yīng)特別注重安全生產(chǎn)即控制施工風(fēng)險。常見的施工風(fēng)險有不良地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害、有害氣體及高溫、慣性事故等。隧道施工中的風(fēng)險預(yù)測及規(guī)避對策，實質(zhì)就是安全風(fēng)險管理中的風(fēng)險規(guī)劃與控制，即確定了隧道施工中的風(fēng)險項目與風(fēng)險評估后，對隧道施工中的風(fēng)險進行規(guī)避和控制，以盡可能地控制和避免安全事故的發(fā)生，運用科技手段、成熟技術(shù)、先進設(shè)備或可靠經(jīng)驗，有效降低隧道施工的工程成本。

結(jié)束語

隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)進程的不斷推進，促進了公路工程交通建設(shè)的發(fā)展，但是基于環(huán)境因素的影響，使得公路隧道工程建設(shè)也日趨增多。為了提高隧道工程的質(zhì)量，保障公路隧道工程建設(shè)的安全運行，必須對公路隧道工程的開挖支護施工要點及其管理進行分析。

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