公路隧道初期支護侵限處理施工技術

吳海麗

(河北省唐山市灤南交通運輸局，河北 唐山 063500)

0 引 言

公路隧道進行初期支護侵限處理是進行重新支護的處理方式，在施工過程中需要拆換已經變形并侵限的初期支護。在對公路隧道初期支護進行侵限處理施工前，工作人員需要準備好施工所需的材料，連接鋼板，加工臨時支撐等，做好相應施工準備。

1 公路隧道初期支護侵限處理的風險

在公路隧道施工中，通常以換拱臺車、馬凳為作業平臺，以臨時支撐排架作為支撐，開展初期支護侵限處理。在山區公路隧道中，會由于公路隧道所處圍巖地質結構十分復雜，會經過許多不良地段，所以為了減少初期支護侵限處理對于公路周邊圍巖的擾動，在公路隧道侵限處理中，需要進行噴錨支護才能夠置換下一榀鋼架。此外，公路隧道施工過程中，如果缺乏對于路段資料的掌握，就會導致對于隧道所處地段的勘測資料不準確、隧道初期支護侵限處理不能達到標準，進而導致該地段隧道圍巖變形。

在公路隧道初期支護侵限處理過程中，需要公路隧道施工管理人員審慎對待。開挖掌子面可能會引起隧道周邊圍巖發生擾動情況，仰拱將會朝向掌子面方向未封閉成環段落，從而導致侵限處理失敗造成再次侵限。開挖隧道，可能引發隧道變形，導致塌方。其次，受變形擠壓，隧道周邊原圍巖將會形成松動圈，當隧道進行拆除原支護結構時，將會引發隧道圍巖坍塌。當發生塌方危險時，需要工作人員立即撤離工作現場，待確保安全后，再進行處理掌子面處塌方，處理初支變形的拱架。

2 公路隧道初期支護侵限處理注意事項

在公路隧道初期支護侵限處理的過程中，同樣也存在著許多風險性因素，需要工作人員嚴格按照隧道施工規范實行。首先，當隧道掌子面開挖后，會在短時間內造成隧道初支變形，掌子面會出現塌方。當公路隧道開挖后，會立刻采用初期支護施工處理，在公路隧道設置不同的隧道監控量測點，進行監控量測。如果監控量測結果顯示隧道拱頂沉降值偏大以及沉降速率過大，那么極易因為掌子面周邊巖層自穩能力差導致塌方。開挖與仰拱隧道掌子面也極易發生隧道初支變形。在整個公路隧道施工工序中，隧道周邊圍巖收斂變形和初支變形情況極易發生。當隧道掌子面開挖爆破后，炸藥會發生爆破，產生強大的爆炸沖擊波和振波，通過沖擊波對公路隧道圍巖進行二次擾動。開挖公路隧道臺階過程中，每次開挖一層隧道臺階，都會導致公路隧道臨空面積變大，進而導致圍巖豎向應力增大。

公路隧道所處圍巖地質結構復雜，不良地質會造成塌方，當開挖隧道臺階時，就會導致公路隧道許多不良地段地質掉落，進而導致公路隧道初支變形。因此，針對公路隧道現場施工技術中的各種風險性因素，應當采用針對性措施，保證隧道初支變形能夠得到妥善解決。

3 公路隧道初期支護侵限處理主要施工工藝

3.1 拱部徑向注漿

拱部徑向注漿采取鉆孔、注漿、注漿驗收的施工流程。在進行初步施工準備之后，測量定位所處隧道地帶，通過漁巖機鉆孔、清空、鉆孔驗收，如果鉆孔驗收通過則安裝導管、封堵導管、連續注漿管路和調試、進行注漿作業并對注漿結果進行分析。需要注意的是，在注漿過程中，如果壓力急速升高，需要立即停止注漿，同時需要時刻關注初期支護是否發生變形，準備好加固措施。完成整個注漿過程，一般每10 m內設置2個檢查孔，打孔結束后測試檢查孔的出水量是否達標。在注漿效果檢查完成后，需要對檢查孔實行全孔封堵。

公路隧道施工中，開展初期支護侵限處理需要遵循著嚴格的檢查秩序，確保能夠及時清掃作業場地和運輸車輛，定時灑水防塵，禁止在施工場地進行燃燒垃圾及廢棄物，確保隧道施工環境安全。

3.2 臨時支撐設置

公路隧道施工中，開展初期支護侵限處理時將會破除既有初期支護，導致原有平衡狀態被打破，整個公路隧道侵限處理過程需要經過拱部徑向注漿、增設臨時支撐以及超前小導管預支護等步驟，從而確保公路隧道初期支護侵限處理施工安全。

在公路隧道初期支護侵限處理將會破除隧道周邊領域環境的噴射混凝土，在破壞原有平衡狀態的同時導致鋼架坍塌。在拆除初期支護之前，設置臨時支撐放在原有的支護系統兩邊，從而構成穩定的支撐關系，保證隧道兩側鋼架單元和臨時支撐能夠確保安全固定。臨時支撐設置通過將I20a型鋼整合加工制作，構成安穩的支撐排架，臨時支撐設置頂端與初期支護鋼架頂端采用焊接方式緊密連接在一起。因此，應該采用臨時支撐設置的方式確保整個施工過程安全可靠。

3.3 初期支護侵限處理

進行初期支護拆除，通過弱爆破以及人工手持風鎬方式進行原有初期支護拆除。為了盡可能減少弱爆破對于公路隧道周邊圍巖的擾動，弱爆破需要嚴格管控爆破裝藥量。隨后，通過風鎬鑿除侵限部位范圍內既有的噴射混凝土，拆除侵限部位范圍鋼筋網。不斷鑿除侵限部位范圍斷面，具體的初期支護處理需要按照不同侵限部位和不同處理方法進行對應解決，從而確保整個施工結構安全穩定。

需要注意的是，在對公路隧道進行初期支護換拱期間，需要安排相應隧道工作管理人員進行實時巡視公路隧道環境，注意觀察拱部噴射混凝土是否發生異常情況，同時還需要觀察整個山體變化情況。一旦發生出現異常，及時做好記錄匯報。通過風鎬鑿除侵限部位范圍內既有的噴射混凝土時，嚴令禁止下方站人，在割除連接筋、鋼筋網時，作業臺車同時嚴禁過往人員。整個隧道初期支護處理過程只有確保工作人員安全，才能夠實現最終施工。

3.4 施工工藝

(1)管棚施工

在公路隧道進行地下施工，需要從隧道所處地質條件出發進行施工，由于隧道施工所處地質層極易發生坍塌，因此，通常可以采用大管棚施工。對隧道所處地質條件進行分析后，每個洞口安置一臺一臺鉆機進行作業，從頂拱開始進行施工。鉆孔結束，陸續進行打孔和掃孔。按照方案設計好的進行施工處理，打好有孔鋼花管，保持100 cm的環向間距，注漿結束后在有孔鋼花管處打檢查管，用以檢查注漿質量，同時，工作人員需要控制整個鉆機立軸方向。隨后進行下管、注漿處理。在鋼管內壁按照規格進行打孔，最終鋼管外側保留的長度應該能夠確保整個施工要求，保證預留長度大于2 m。同時在加工鋼管過程中，需要對不同鋼節進行編號，做好記錄處理。

在下管時，如果鋼管孔壁容易發生坍塌，那么需要采用導管和鉆頭同時鉆進的方法；如果鋼管孔壁不易發生坍塌，那么需要采用撞擊法。最后，進行注漿處理。根據隧道所處環境地質土壤特點，結合隧道設計方案，通常會采用一次全鉆孔注漿。在隧道周邊巖石破碎后，采用前進式注漿方式，鉆漿、注漿、清孔、再注漿，直到注漿終孔，從而完成整個循環過程。如果隧道所處地帶巖石裂隙不夠發育，巖層稍好時，則會采取后退式注漿方式。后退式注漿不同于全鉆孔注漿，可以實現一次鉆孔到注漿孔終深，進而再從孔底利用止漿塞分段壓漿后退至孔口。在隧道管棚施工過程中，一定要確保施工安全，掌握施工要點，才能夠確保施工過程順利進行。

(2)換拱施工方案

首先需要對公路隧道初期支護混凝土進行鑿除。在混凝土鑿除之前需要完成整個加工制作換拱拱架，在預先考慮預留變形量的基礎上，在水泥上進行試拼裝。在做好前期各項準備工作之后則可以開始換拱。換拱主要表現為置換局部拱架，首先換兩側拱腰處拱架，然后再置換拱頂處拱架，每一次拆除工作均為單榀施工。

需要注意的是，在設置臨時支撐前，需要對臨時支撐鋼架的加工質量進行檢查驗收，嚴令禁止各種不合格的鋼架流通，避免在換拱過程中因為擾動導致臨時支撐出現變形情況，因此應該保證豎撐、臨時橫撐以及巖面之間連接牢靠。此外在進行注漿小導管注漿過程中，應該嚴格按照隧道施工項目的各項參數進行嚴格施工，避免各種風險性因素的發生。尤其是在換拱過程，工作人員需要嚴格遵循設計方案逐榀分部置換，避免因為對混凝土大面積實施換拱而破壞原有的地質平衡，發生塌方。

4 結 論

綜上所述，本文通過對隧道初期支護侵限處理可能發生的風險和注意事項進行淺要分析，從而探討公路隧道初期支護侵限處理中的主要施工技術，確保實現安全可靠的隧道初期支護侵限處理，提供具備真實性、可靠性以及準確性的監控量測數據，加強隧道施工動態管理，指導施工作業，確保施工階段安全生產。