高速公路隧道施工中的支護技術探析

姜龍飛 于薇

摘 要：高速公路隧道工程施工建設非常復雜，涉及到很多方面的內容，而且直接關系著整個工程項目施工質量。本文就隧道施工過程中的支護技術要點，結合個人的實踐，提出一些建設性建議，以供參考。

關鍵詞：高速公路工程 隧道 支護技術 研究

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（c）-0020-02

高速公路工程施工建設過程中，施工作業人員通常會遇到地質斷層以及破碎地帶和巖層等不良地質，不利于施工作業。實踐中，我們應當對隧道施工采取防護措施，通過支護來加固巖層，確保安全施工。在高速公路隧道支護施工過程中，需加強技術要點控制，具體從以下方面著手。

1 超前與初期支護

一般而言，隧道襯砌多選用的是復合式襯砌支護方式，超前支護過程中用到的是規格為Φ108mm的管棚，支護后開挖洞身并初噴混凝土，然后安裝鋼格柵或工字鋼，并施工錨桿和鋼筋網片，最后噴混凝土。其中拱、墻以及仰拱等位置聯合支護，并且將其封閉成環。

1.1 小導管注漿

對于超前小導管而言，通常采用的規格為φ42mm，管壁的厚度為5mm，采用的是熱軋無縫鋼管。洞身按照臺階法工藝要求結合開挖輪廓線進行開挖，并在掌子面用鉆機進行鉆眼成孔，超前小導管施工安裝好以后，利用壓漿機注漿，形成鋼管混凝土結構，從而對拱部位置起到加固作用。比如，老窩鋪1號隧道彌勒端洞口覆土厚度為9～10m，圍巖破碎、強度低，開挖后自穩能力差，地表沉降變形大，有隨時坍塌的風險。老窩鋪2號隧道彌勒端隧道拱頂覆蓋厚度為 13.8～25m，隧道所處位置地質從上到下依次為雜填土、粉質粘土、粉質粘和全風化砂巖，其下為強風化及中風化砂巖。在上述工況條件下，采取了超前小導管注漿，在邊墻部位采用了徑向錨桿對圍巖進行加固，從而保證隧道變形的控制。

1.2 管棚支護

實踐中為確保深孔注漿質量，預注漿設計時需收集巖體現場數據資料，通過分析巖層的性質來決定注漿壓力大小。同時，還要做好施工現場單孔注漿操作試驗，準確把握漿液配比以及注漿量和凝結時間。在此過程中，為了能夠有效確保施鉆過程中孔位準確，縱向應當布設四榀型號為U25的鋼支架，并且利用直徑為Ф25mm的固定器將孔口管牢靠固定在鋼拱架之上，然后按照設計要求使其與路線走向呈一定的仰角。在鉆孔作業平臺搭建過程中，利用旋轉鉆機進行施工作業。鉆機架設時需確保其精確定位，要求鉆機與鉆進線路中心線保持一定的仰角，鉆進時不能出現偏移或者傾斜現象。鉆進施工過程中，如果出現了坍孔問題，則應當先注漿，然后再鉆孔，從而起到護壁的作用，有利于維護孔壁的穩定性。從拱頂依次向下鉆孔，先對有孔鋼花管進行鉆進，然后對其進行注漿并檢查注漿質量。在此過程中，可利用地質巖芯鉆桿+鉆頭來回進行掃孔，并且清除浮渣，保證孔徑以及孔深滿足設計要求，避免出現堵孔問題。在棚管頂進時，利用大孔引導以及棚管機鉆進結合的施工方式，先對超過棚管徑的引導孔進行鉆進，再利用鉆機的推力以及沖擊力低速將鋼管頂進。管棚與型鋼拱架之間連接起來，并且支撐在型鋼拱架之上。接頭位置選用厚壁管箍方式進行施工操作，其上布滿絲扣，然后將其纏絲起來，以此來保證連接安全可靠。管棚布設完成后，注入適量的水泥以及水玻璃漿。在注漿液和具體施工過程中，按照注漿順序進行間隔排列，其中注漿液配比根據施工現場的實際地質條件由試驗人員調配。

2 錨桿施工技術要點

2.1 組合錨桿

混凝土初噴后打錨桿，先利用紅油漆按照預設的間距將孔位確定好，然后再用手風鉆徑向打孔。成孔以后利用高壓風清孔處理，去除其中的碴屑并安裝錨桿；根據設計要求將錨桿墊板安裝好以后，將注漿管連接起來，并向其中注漿。在此過程中，應當先注無水孔，再注有水孔，通常從拱頂位置以此向下進行澆注。在此過程中若遇竄漿或者跑漿現象，則采用間隔一孔的方式進行注漿操作。注漿完成后，對下道工序進行混凝土噴射施工。

2.2 砂漿錨桿

鉆孔之前應當根據設計圖紙以及圍巖狀況，確定孔位并予以標記。錨桿孔應當選用風鉆鉆孔方式，在鉆孔之前需將錨桿長度標明，以便對鉆孔深度進行有效控制；鉆孔施工操作完成后應當利用高壓風進行吹孔，將其中的積水以及巖粉徹底清理干凈以后用塞子將孔口塞進，在巖面上將錨桿的位置標注出來。注漿時應當緩慢將注漿管向外抽出，保持管口埋于砂漿之中，以免出現空洞問題。抽出注漿管以后，立即對中將桿體插入其中，利用套筒用風鉆進行沖擊，使桿體強行插入鉆孔。若孔口沒有砂漿溢出，則需將桿體拔出來以后重新進行注漿。待桿體到位以后，利用小石子在孔口位置卡住，以免桿體從中滑出來。錨桿施工安裝后，噴射混凝土，并在孔中裝入藥卷。

2.3 混凝土施工技術

高速公路隧道洞身初期支護過程中，利用規格為C20以及C25的混凝土，其厚度在5～30cm。在此過程中過程中，水泥選用的是普通硅酸鹽水泥，其標號至少42.5，其中砂以中粗砂為宜，石子以碎石為宜。施工工序如下：噴射施工作業時，采用分段以及分片方式進行施工操作，自下而上進行作業，巖面凹洼較大處，應當先進行噴凹處理，將其找平。在隧道開挖操作完成后，對巖面進行立即噴射混凝土，以免巖體出現松弛問題。在后層噴射時，應當確保前層混凝土終凝以后方可進行，如果終凝后時間間隔超過1h，則需要再次進行噴射，并確保受噴面干凈。同時，噴嘴應當與受噴面垂直，并且與受噴面有一定距離，通常以1.0～1.5m為宜。根據初噴以及復噴二次進行施工操作，初噴時的厚度應當保持在3～5cm，復噴時應當達到預設的厚度，其中鋼架位置應當包裹起來，其厚度不小于2cm。

2.4 鋼拱架施工技術

隧道工字鋼鋼拱架施工過程中，隧道圍巖支護鋼架縱距在50～70cm之間，在施工現場制作比例為1∶1的胎模平臺，然后按照1∶1的比例放設鋼模試拼大樣。截割下料過程中，應當將上型鋼置于上述胎模之上，然后將其固定好，并用乙炔焰加熱至設計的深度，控制好胎模千斤頂使其能夠將型鋼壓制成型。每一個單元接頭板應當已彎制成型鋼架單元有機的焊接起來，并且將加工好的各單元構件置于大樣臺上進行試拼，其中輪廓的誤差不能超過3cm，而且各單元均采用螺栓進行連接固定。對于超挖相對較大的位置，建議利用漿砌片石對其進行鑲補處理，如果拱、墻腳不穩定，則應當注意將松碴清除干凈，并且利用混凝土對其進行填平。同時，利用槽鋼沿著縱向進行鋪設，保證鋼拱架腳牢靠穩固。混凝土初噴以后，應當布設拱架，其中單元間利用螺栓進行連接，并且與定位錨桿進行焊接。其中，鋼架、初噴層間隙，可利用騎馬墊進行塞緊處理。

2.5 模筑混凝土襯砌技術

第一，混凝土攪拌。混凝土材料在攪拌站進行集中攪拌，并通過電子稱進行計量，然后由專職人員對其進行定期抽檢。澆筑混凝土時，采用泵送方式進行施工作業，同時還要對稱灌注入模。實踐中，利用插入式振搗器以及附著式振搗設備將混凝土搗固好以后，交替進行振搗，確保混凝土外光內實。

第二，混凝土養護以及脫模處理。入模混凝土終凝時，應當對其進行有效的養護管理。初期養生時應當避免受到振動，拆摸以后根據實際情況以灑水為主，并且對仰拱以及鋪底等位置覆蓋灑水。混凝土脫模以后，應當對其表面的小缺陷，比如麻面以及小錯臺等精心整修，以此來改善混凝土的外觀。

第三，洞口位置，應當預留合適的伸縮縫。尤其是地下水較為豐富的高速公路隧道工程項目施工建設過程中，沉降縫以及伸縮縫均應當采取有效的防水處理措施。二次襯砌施工縫內需加設止水條，并且用鐵釘將止水條釘在上組襯砌堵頭板中間位置，以免二次襯砌施工過程中混凝土澆筑造成止水條脫落。

3 結語

總而言之，高速公路隧道施工過程中，應當加強支護技術要點控制，組織好堵水、引水以及排水和防滲漏工作，這樣才能確保施工質量，同時降低施工安全隱患。

參考文獻

[1] 王友良.公路隧道施工中存在的問題及解決對策[J].中國新技術新產品，2017（20）：83-84.

[2] 林志，李洪建，李真真.公路隧道施工總體風險評估方法優化研究[J].工程建設，2017（8）：16-20.

[3] 張力.復雜地質下公路隧道施工問題及處置建議之研究[J].建筑技術開發，2017（15）：87-88.

[4] 曹繼偉.公路隧道施工技術常見問題及技術要點分析[J].科技展望，2017（18）.

[5] 陳柚州，陳奕.公路隧道施工質量問題與控制探討[J].海峽科技與產業，2017（7）：165-166.