路橋施工中開挖支護的技術要點研究探討

程錦葵

中交一公局第七工程有限公司 河南鄭州 450000

科學技術的發展使得我國公路橋梁施工技術不斷完善，提升路橋施工效率和質量，隨著我國汽車保有量的增加以及貨物運輸量的增大，公路橋梁的承載力提升，因此在路橋工程建設中必須要對交通運輸工作的承載力進行準確判斷，滿足道路通行要求。通過對我國道路橋梁的相關調查分析可知，當前很多路橋工程都開始進入到老化期，容易出現各種問題，導致交通運輸以及出行安全受到影響。因此必須要加強對路橋施工技術的研究。路橋建設過程中為了有效防止出現大規模破壞會采用隧道開挖的方式進行修建。隧道開挖的方式比較多，但是無論采取哪種方式都需要做好開挖和支護工作。

1 路橋隧道開挖技術分析

路橋修建過程中對于一些特殊情況會涉及到隧道開挖工作，具體來說指的是通過地下坑道進行修建，在隧道開挖過程中需要遵循以下原則，早支撐、少擾動，恒撤換，快襯砌。在具體的施工過程中可采用的方法比較多，包括全斷面開挖法、漏斗棚架法、正反臺階法以及上下導坑法。同時新奧地利隧道施工法也被稱為新奧法，這種方法主要是通過噴射混凝土與錨桿技術結合的施工方法，當前這種施工方法在世界建筑行業的應用比較廣泛[1]。盾構法也是當前開挖支護的重要方式之一，通過盾構設備實現隧道開挖施工，這種方式能夠更好的承受地層壓力，同時做好活動鋼筒的推進，能夠使隧道一次成型，而且能夠盡可能降低巖體擾動。

2 路橋工程開挖施工的方法和要點

2.1 全斷面開挖法

路橋工程開展中全斷面開挖法是當前比較先進的一種施工方式，具體的施工原理為根據公路工程建設要求設計工程輪廓，同時利用爆破的方式進行開挖。然后通過二次襯砌與錨固支護的方式對隧道進行施工。這種施工方式主要應用于一些整體性比較強的圍巖施工，開挖比較穩定。同時在施工的過程中需要應用的機械設備比較多，而且涉及到大型設備，這種施工方式需要保證施工隧道的長度達到1千米以上，提升施工經濟效益。

2.2 臺階法

臺階法指的是對全斷面一次開挖后形成的開挖方式，當前在我國公路橋梁建設中的應用比較廣泛。臺階法具有顯著的分類標準，可以根據臺階的長度將臺階法分為超短臺階法、短臺階法以及長臺階法。在具體施工中可以根據具體的要求采取相應的施工方法：第一，初期支護閉合斷面形成時間要求，圍巖差，閉合時間短；第二，上部斷面施工中開挖、支護等設備施工場地的要求。如果在施工過程中對圍巖的要求比較弱，為了提升開挖支護安全性，必須要將第一條要求放在首位，然后再考慮第二條。如果施工周圍的圍巖質量比較好，需要考慮機械設備的問題。

3 路橋施工支護技術

3.1 噴射混凝土支護

路橋隧道支護施工過程中噴射混凝土支護技術是比較常用的一種技術形式，通過噴射混凝土支護技術的應用能夠保證路橋施工中巖石鑲嵌以及咬合的穩定性，有利于將一些出現裂縫或者分割開的巖體進行連接，在實際的應用過程中可以通過向洞壁以及洞內噴射混凝土的方式提升巖石聚合力，防止在開挖支護過程中出現巖石松動導致施工事故[2]。此外，還可以通過向洞內巖石噴射混凝土的方式，使洞內巖石表面的抗力與剪力提升，使圍巖形成三軸應力，防止洞內由于存在不穩定物質而導致坍塌。在噴射混凝土施工過程中，如果只采用噴射的方式雖然有利于對巖石的加固，但是難以滿足路橋施工需求，因此可以采取多種支護結合的形式進行施工，保證施工的質量。此外，噴射混凝土施工過程中，可以采用鋼纖維與聚丙烯纖維噴射的方式，這也是當前混凝土噴射技術中比較常用的一種方式。通過大量實踐發現，纖維支護比傳統鋼筋網支護的效果好很多，因此可以利用鋼纖維與聚丙烯纖維施工。

3.2 錨桿支護

錨桿支護指的是通過約束巖體自身變形的方式實現支護的目的，可以先在路橋工程沿途內部釘入專業的錨桿，做好對路橋隧道的支撐，然后借用錨桿為巖土提供一個反作用力，將巖土的二軸應力轉化為三軸應力，提升巖土的堅固性和密實度。對于一些巖石比較松動的區域，可以通過錨桿支護的方式對巖土松動問題進行控制，保證施工的安全性。通過錨桿對巖土變形的約束能夠加強對巖土的加固，將錨桿與巖土形成一個整體，提升路橋工程的安全性和穩定性。

3.3 鋼筋網支護

路橋隧道開挖過程中鋼筋網支護指的是通過鋼筋網的方式對巖土進行加固，這種加固方式一般不會單獨使用，而是與錨桿支護共同應用，可以在錨桿支護中存在孔隙比較大的位置進行鋼筋網支護，提升巖土的質量和強度。在隧道開挖后需要及時安裝鋼筋網對開挖面進行支撐，通過鋼絲提升巖土的穩定性。如果施工位置的巖土強度比較差的情況下，可以結合噴射混凝土的方式進行施工，先用錨桿以及鋼筋網進行支護，然后通過噴射混凝土的方式將錨桿以及鋼筋網與混凝土接觸的位置進行噴涂，提升巖土體的安全性和穩定性。

3.4 鋼支撐支護方式

路橋隧道施工中，鋼支撐支護方式的應用需要以支撐結構自身的剛度為主，利用鋼支撐結構能夠提升巖土的穩定性，有效控制巖土變形。路橋工程隧道工作面開挖后，需要及時做好鋼支撐支護工作，根據路橋隧道設計方案合理設置鋼支撐位置。鋼支撐本身有兩種形式，分別為工字鋼以及柵格鋼架支撐結構，為了提升巖土的穩定性，可以在鋼支撐結構上再噴射混凝土，或者采用鋼筋網以及錨桿支護的方式進行施工，通過多種技術的結合提升道路隧道工程的穩定性和安全性[3]。

3.5 新型技術手段的應用

近年來隨著科學技術的發展和改革，為路橋施工帶來巨大的發展空間，一方面在設計階段，可以通過新型檢測技術的應用對相關地質情況進行獲取和分析，并利用聲波技術完成巖層分析，同時以此為基礎做好施工方案設計。自動化技術的發展使得路橋施工中設備逐漸替代人工，降低施工事故損害。

4 路橋工程建設開挖支護技術要點

4.1 掘進機開挖施工技術要點

路橋工程隧道開挖過程中掘進機主要有兩種形式，分別為TBM和盾構機，其中TBM主要應用一些巖石層隧道的掘進，盾構機則用于軟土層隧道的開挖。公路橋梁隧道圍巖的耐磨性以及抗壓強度等都直接影響挖掘效果和質量。如果圍巖能力弱，在掘進過程中為了防止對圍巖造成破壞，一般會采用掘進機的方式進行開挖[4]。在具體開挖過程中可以采用兩步臺階法對隧道進行開挖，并以開挖現場地質情況以及掘進機類型為基礎，制定開挖方案。

4.2 鋼架大拱腳鋼架技術要點

首先，鋼架施工。鋼架是分節進行制作的，每節的規格和弧度都需要統一的標準和要求，在兩端加焊連接板，同時各個節點之間通過螺栓進行連接。在鋼架的安裝過程中必須要保證內輪廓的標準合適，同時還需要留出升降的空間。此外對于鋼架與圍巖中間的孔隙需要利用混凝土進行填充，防止圍巖出現變形的情況，兩排鋼架用鋼筋縱向連接，鋼筋環的距離設置為1米左右，提升抗壓力。

其次，大拱腳鋼架設計技術要點。大拱腳架是一種施工中比較常用的設備，如果圍巖的穩定性較弱的情況下，可以采用正臺階施工的方式，保證臺階的穩定性。并在上臺階拱腳的位置設置大拱腳架。高度為1米，寬度為0.5米，具體的施工方式如下，完成上臺階開挖工作后，工人可以通過風鎬對拱腳進行擴大，再架設鋼架，保證鋼架的穩定性，最后再進行支護混凝土的噴射。一般應用于穩定性強的巖體施工，如果施工區域的地質情況比較差的情況下，不會采用這種施工方式，容易導致擴大拱腳難度加大，使得支護作用不強，導致嚴重的安全隱患，同時影響施工的進度和安全性。

4.3 噴射混凝土施工技術要點

路橋隧道開挖支護施工中，必須要做好對混凝土的澆筑工作，縮短圍巖暴露時間。在噴射過程中可以采用分層的方式，同時每層的厚度以及時間需要結合具體的施工要求和環境確定。噴射中，對于圍巖表面的邊角和表面凹凸不平的位置，必須要仔細噴涂，如果表面凹坑比較大，可以利用石棉板進行封蓋后再噴射，不僅有利于保證噴射的質量，同時還能夠有效節約材料，并做好后期的養護工作，保證混凝土的強度要求。

4.4 加強施工現場管理

路橋隧道施工過程中，還需要做好施工現場管理工作，保證施工設備的安全性，在路橋施工過程中由于施工中涉及到鉆眼，爆破以及噴射等工作，會產生大量的粉塵和有害氣體，導致施工人員身體面臨極大的危害。因此必須要安裝通風設備，實現對隧道空氣的凈化，提升空氣質量。

5 結語

綜上所述，路橋工程建設中對于一些特殊的路段需要進行隧道開挖，而這項施工項目則需要利用開挖支護技術保證施工的強度和穩定性。根據具體的施工要求以及現場施工條件做好開挖支護技術要點控制。