公路隧道工程中的洞口超前支護施工技術

王丹

摘要：在公路隧道施工中，超前支護作為一項高效的技術，得到了廣泛地應用。公路隧道施工需要防止隧道坍塌事故的發生，在支護手段選擇過程中，對支護的快速性和支護的強度有較高的要求。同時，結合公路隧道施工的實際需要，在支護技術的選擇方面，普通的支護手段難以滿足施工需要，而超前支護技術在應用過程當中能夠實現對隧道的提前支護，并提高支護的效果，使超前支護能夠保證隧道的強度和承載力達到要求。鑒于此，本文就公路隧道工程中的洞口超前支護施工技術展開探討，以期為相關工作起到參考作用。

關鍵詞：超前支護;公路;隧道施工

1.道路隧道工程中超前支護施工技術事前工作內容

1.1地質勘查工作

道路隧道工程首要工作是地理位置的分析以及地質的勘察工作，根據對于當前已經開發出相關技術的使用，對該區域的表層土質結構、地質結構、隧道開挖區域的實際承力水平、周邊區域的地下水分布情況等項目進行全面的分析，以此為基礎制訂后續的具體開發過程。比如在某隧道的施工過程中，發現該區域的表層黃土環境較為復雜，并且地質結構較為松散，而該隧道的實際設計標準為雙線長1203m，并且整個斷面較為寬大，開發面積為162m2，跨度的參數為17m，隧道的洞頂平均厚度是15m，這就導致在具體的施工過程中存在一定的垮塌風險。此外該隧道的圍巖屬于濕陷性黃土結構，并且其中含有大量的水資源，在了解了這些參數之后確定后續的施工項目[1]。其中使用鋼管的長度為20m，并使用各類不同型號的鋼管進行其余系統的支護。

1.2力學模型建設

在完成地質勘探工作之后，則需要落實承力模型的建設工作，具體建設過程中要了解結構承力系統的穩定性水平，并且總結對于圍巖結構中水資源的抽取工作形式，從而讓該隧道的整體承力性能獲得上升。新建成的力學模型要在建成原有隧道建設區域模型的基礎之上，實現對于各類鋼管插入后隧道力學參數的嚴格分析，尤其是需要研究在插入鋼管的作用下，分析是否會出現嚴重的隧道施工過程以及后續運行過程中的垮塌問題。此外研究的項目包括各類支護系統二次襯砌的質量，從而保證隧道的承力水平進一步提高[2]。

2.道路隧道工程中超前支護施工技術的應用

2.1管棚支護

管棚預支護法是該課題研究階段內的主要對象。其中，管棚法即在隧道開挖之前，將開挖輪廓外的鋼管打入之前準備好的鉆孔中，而后進行水泥砂漿的灌注，使其能夠均勻的分布到管棚附近的圍巖內，進而滿足一體化施工要求。對應階段內，圍巖的整體穩定性將得到全面改善。管棚預支護的距離較長，而且剛度指標偏高，但是容易受到場地因素的影響，其只能夠在固定范圍內實施，如含水破碎帶、對地表變形控制要求較高的區域等。

2.2超前錨桿

超前錨桿在最初支護以及超前支護階段內應用范圍比較廣泛。其中，超前錨桿可以根據施工區域要求，將其劃分為拱部超前錨桿以及邊墻超前錨桿兩個組成部分。其中，拱部超前錨桿會沿著隧道頂端的位置設定一定角度的傾斜狀態，根本原因即承擔隧道形成的臨空圍巖應力，即發揮插板作用效果;邊墻超前錨桿即在隧道開挖方向的輪廓外墻設置一定角度的傾斜，根本作用即承擔圍巖應力，并將其均勻的分布在更深層次的巖體內[3]。不僅如此，一旦圍巖出現破碎現象，開完以后整體穩定性出現問題，則可以考慮在開挖施工之前，針對掌子面位置進行超前錨桿的修建，這樣能夠起到加固作用，同時避免開挖以后，掌子面穩定性發生變化。超前錨桿支護的核心特征即施工工藝簡單，而且應用效果顯著。其主要在破碎圍巖掌子面位置進行加固等階段內進行使用。

2.3超前小導管

超前小導管即是在開挖輪廓線的對應位置進行平行開孔操作，通常情況下都會存在固定角度的外插角，而后放置固定直徑的鋼管，在進行注漿操作以后，可以在固定范圍內打造完善的棚架支護系統。小導管注漿技術的核心優勢特征即是施工環節比較簡單，而且工藝也并不復雜。具體施工階段內，結合實際狀態，隨時決定是否進行小導管灌注;而且小導管注漿帶有較為明顯的適應性特征，結合實際情況，隨之進行施工方案的調整;小導管主要起到掌子面的固定作用，這樣能夠最大限度避免滲水現象產生[4]。但是，小導管注漿的一個顯著不足之處即是施工規模有限;注漿效果也是不確定的。比較常用的方式可以不滿足現場施工要求，因此穩定性方面存在很大缺陷。

2.4超前預注漿

超前預注漿即通過高壓注入的方式，將水泥砂漿注入到固定管件內，其能夠均勻的滲透到指定圍巖內，進而使圍巖的物理性能得到全面改善。保持較高圍巖強度條件下，整體穩定性效果也會有所提升。注漿方式一般也有固定的施工流程。超前預注漿在加固領域內，施工效果顯著，但是施工成本壓力方面卻存在很大不足。其主要在水含量豐富的地層進行應用，或者掌子面穩定性已經出現嚴重問題等。

2.5掌子面封閉

開挖過程中，一旦掌子面的自主穩定性出現嚴重問題，則可以通過該施工方式進行錨桿的固定，這樣能夠妥善解決掌子面不穩定問題。此種施工方式流程比較簡單，而且不容易出現穩定性失衡現象。此種固定效果工藝簡單，但是局限性特征較為顯著，無法滿足大范圍應用要求。

2.6凍結法

凍結法即是利用特殊的材料進行隧道輪廓特殊部位的修筑，凍結壁會有很好的防水效果，在有效降低變形問題基礎上，施工安全也會得到相應保障。上述幾種超前支護方式中管棚在隧道施工階段內應用范圍較為廣泛，主要在施工階段內起到輔助作用，目前該方式在隧道洞口淺埋段內應用范圍也相對較大。在技術水平持續提升狀態下，隧道施工也要參照實際情況做出科學預算方案，這樣在確保施工安全條件下，也會合理進行施工成本控制，同時避免造成嚴重環境損害現象。

結語

公路隧道工程施工中，開挖邊坡容易出現滑坡等現象，為加強坡面的穩定性且具有較大支撐作用，通常采用超前支護施工技術對邊坡等進行加固。采用該技術時應嚴格遵守施工工藝流程，高質量完成長管棚、小導管等環節的施工，確保支護結構可靠，保障公路隧道的整體穩定性。

參考文獻

[1]鐘劍，傅鶴林，唐超.巖溶隧道洞口段超前支護數值模擬[J].公路與汽運，2020，（01）：124-128.

[2]王振.道路隧道工程中超前支護施工技術的探討[J].山西建筑，2017，43（28）：166-167.

[3]賀云仁.道路隧道工程中的超前支護施工技術的探討[J].山西建筑，2017，43（09）：175-176.

[4]李久棟.公路工程隧道洞口施工技術[J].湖南城市學院學報（自然科學版），2016，25（05）：6-7.

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