路橋隧道工程開挖支護的施工要點研究

文 / 劉海峰

隧道工程的特點

隧道工程施工作業較為復雜，在具體施工過程中很容易受到外部因素的影響，施工難度較大。在施工結構方面主要體現在以下幾點。

首先隧道工程施工過程中很容易受到一些施工區域地質條件等因素的影響，在開挖前如果沒有仔細勘察，不全面了解施工現場的地質條件和水文環境，就可能會導致后續施工過程中出現種種問題；如果情況嚴重還會導致一些難以預估的損失。比如說如果沒有進行有效勘查，可能會無法有效預測施工區域瓦斯或泥石流等不良地質；如果還沒有對相關安全風險設計風險應對方案，還會導致后續出現人員傷亡和財產損失。

其次隧道工程施工作業難免會對原有地質結構產生破壞，從而導致區域小環境變化，最終可能會造成塌方，甚至更嚴重的安全事故。

第三隧道施工作業環境往往在地下，各施工環節需要緊密銜接，環環相扣，而且部分工程具有較強的隱蔽性，在后續施工過程中會覆蓋原有的施工環節，如果出現問題和風險，很有可能會導致后續施工受影響。

路橋隧道工程常見的開挖支護技術施工要點

在隧道工程開挖施工前，設計人員需要勘察現場了解具體的現場環境，并且科學的設定開挖支護施工方案，在方案設計過程中還需要注意加強現場管理，防止對周邊的圍巖結構產生影響，導致圍巖結構的穩定性下降。

在設計后需要全面審核方案，在公路工程隧道開挖過程中，施工方案較多最為常見的有全斷面開挖法、臺階法、CRD施工法等，需要根據現場情況分析施工方法。

路橋隧道全斷面開挖施工技術

全斷面開挖法是當前應用較為廣泛的一種施工方法，這種施工方法操作較為簡便，在實際開挖過程中，施工人員需要依照施工設計要求進行操作。在開挖前通過鉆孔臺車完成全斷面的鉆孔掘進以及連線作業，并且組織爆破，接著將鉆孔車等設備移至隧道開挖面，重復展開上述操作。隨后構建一個初期支護結構以及隧道二次注漿襯砌作業，以便使整個路橋隧道形成一個完善的開挖支護結構。

在使用全斷面開挖施工技術時，需要與現場情況相結合，優化隧道施工開挖和支護方案，理順施工順序，依照規范要求展開施工。

在選擇鉆孔爆破施工方式時需要科學地選擇爆破方法，委派專門人員對現場進行處理選擇，是否在隧道四周圍巖上鋪設防水隔層板載二次注模襯砌施工過程中，還需要加強混凝土襯砌等一系列工作，以保證全斷面開挖施工的效果。

路橋隧道臺階施工技術

1.長臺階法

長臺階法由于開挖作業面相對較小，因此在I-III類圍巖當中應用較為廣泛，在開挖過程中需要優化開挖參數，以確保隧道開挖的穩定性。長臺階法在施工過程中還需要綜合性地對上下臺階的長度進行考慮，一般情況下控制臺階的長度在100米左右，長臺階法適合在一些工時較為充裕、現場環境較好的區域內進行施工。

2.段臺階法

短臺階法主要應用于 V級圍巖當中，由于V級圍巖的巖石受化學侵蝕和分化等因素的影響，造成圍巖的穩定性不足。為了防止施工過程中出現塌方等事故可以通過短臺階法進行開挖作業。短臺階法所使用的調節高度通常在3米左右，長度在5米以內，進尺一般設置在1米，通過這樣的方式保證施工的便捷性。

3.分步開挖法

分步開挖法的核心在于細化臺階法，主要是將設計的巷道斷面分為若干段，接著再進行二次開挖，最后使夯道設計開挖斷面符合要求。

該方法在應用的過程中設計要求較高，需要綜合化地分析當地的施工環境，確定參數以保證施工質量。在大跨度隧道開挖過程中，地層往往并不穩定，需要綜合性地選擇開挖方式，以防止開挖過程中對周邊的隧道產生影響。

支護應按設計規定分層、分段開挖，做到隨時開挖，隨時支護，隨時噴混凝土，在完成上層作業面的噴射混凝土以前，不得進行下一層土的開挖。當用機械進行開挖時，嚴禁邊壁出現超挖或造成邊壁土體松動或破壞。

4.CRD 施工法

CRD施工法也被叫做是交叉中隔墻法，主要在一些軟弱低層隧道施工當中應用，在實際應用過程中能夠有效地對地表沉陷進行控制。但是需要注意該方法需要的人力物力較大，造價較高，所以一般較少應用于山嶺隧道，如果時間緊迫或者情況特殊也可以使用，比如說在一些膨脹土地層當中CRD施工法的特點較為明確。

路橋隧道工程開挖支護施工要點

錨桿支護

在路橋隧道工程施工過程中，錨桿支護技術由于其具有明顯的優勢，所以應用較為廣泛。在使用錨桿支護前，需要加強現場勘測，調派專門的人員仔細檢查導管孔，這樣才能保證其符合設計要求，而后進行相應的錨桿安裝。因為錨桿的桿體結構較為特殊，是一些具有中空后壁結構的全螺紋單體，因此在具體施工過程中需要加強管理，主要是依照需求完成切割處理，并且在切割到合適長度后在后期進行配件安裝。在安裝好后，需要通過齒峰凹槽來對錨桿進行固定。

錨桿質量要求如下：①孔位誤差：水平、垂直方向均不應大于100mm。②孔深不應小于設計長度，也不應大于設計長度的1%。③孔徑允許偏差±10mm。④鉆孔底部的偏斜尺寸不應大于錨桿長度的3%。

混凝土噴射支護

在隧洞開挖工作結束后，需要注意對開挖斷面尺寸進行檢查，通過撬或者頂等方法封閉圍巖，保證圍巖結構具有一定的穩定性。在對混凝土進行噴射時需要通過濕噴機在此過程中要求施工地段沒有地下水，在混凝土當中加入一定的速凝劑控制噴射距離在0.8米到1.2米間，另外還需要注意在噴射時依照從下到上到順序分段完成施工。

在噴射中拱部位時，需要通過臺階法先對中拱拱腳位置進行噴射，接著再對固定位置進行噴射。

噴射混凝土前，面層內的鋼筋網片牢固固定在邊坡壁上并符合規定的保護層厚度的要求。鋼筋網片用定位鋼筋固定，在混凝土噴射時應不出現移動。鋼筋網片焊接而成，網格允許偏差為10 mm；鋼筋網鋪設時每邊的搭接長度不小于一個網格的邊長。噴射混凝土的配合比應按設計要求通過試驗確定；噴射混凝土作業，應事先對操作手進行培訓，以保證噴射混凝土的水灰比和質量能達到要求.

噴射混凝土前，應對機械設備、風、水和電路進行全面檢查及試運轉；噴射混凝土的噴射順序應自下而上，噴頭與受噴面距離宜控制在0.8～1.5m 范圍內，射流方向垂直指向噴射面，但在鋼筋部位應先噴填鋼筋一方后再側向噴填鋼筋的另一方，防止鋼筋背面出現空隙；為保證噴射混凝土厚度達到規定值，可在邊壁上垂直插入短的鋼筋段作為標志。

為加強支護效果，在噴射混凝土時可加入3%一5%的早強劑；在噴射混凝土初凝2h 后方可進行下一道工序，此后應連續噴水養護5-7d。

鋼拱架支護

鋼拱架支護方式應用也較為廣泛，在支護過程中首先進行初噴，而后將鋼拱架制作好，并且進行安裝，最后連接鋼筋并且進行加固，完成混凝土的鋪設。在鋼拱架制作過程中，需要在洞外加工房內完成具體的制作操作，接著再對拱部進行安裝。為了給拱部的拱架和下部連接提供方便，需要在拱架安裝前與拱腳位置設置砂墊層和墊板，并且做好鎖腳錨桿的鎖固工作。在下部開挖作業完成后，還需要及時進行邊墻拱架的安裝。

質量要求

1.基坑開挖嚴格按編制的基坑開挖方案組織施工。開挖過程中按設計要求進行基坑降排水，確保基坑的整體穩定。

2.根據監測信息，如邊坡變形超過設計及規范值，需采取加密支撐等措施防止基坑結構變形過大。嚴格遵守施工程序，把好每道施工環節，定位鋼筋間距、長度、鉆孔深度、編網、焊接等均應按圖紙設計及規范要求進行。

3.噴設作業前，應檢查風、水、電、噴射機是否正常，再進行噴砼混合料的拌和。砼混合料應隨噴隨拌合，避免噴砼混合料拌合過多或堆放時間過長而影響噴砼質量。

4.嚴格把好材料質量關，鋼筋、水泥、砂石等質量應符合要求。

5.邊坡支護完成后，須按設計在基坑坡頂四周設置截水溝，并在坡腳設置與底板坡度一致的排水溝，并按30~50m設置集水井，施工期間須不間斷排水。

6.加強監督，每進行一道工序，都應嚴格檢查，發現問題及時處理。

結語

在隧道工程施工過程中，隧洞開挖支護是非常重要的組成部分，開挖支護線路需要與隧道工程的建設要求相結合，具體分析工程現場的情況、地形條件、環境等，對施工技術進行確認，保證路橋隧道工程隧洞開挖的質量，加強細節的管理。