路橋隧道工程開挖支護的施工要點

袁鵬

（湖南城市學院，湖南 益陽 413000）

0 引言

隨著現代社會飛速發展，各類工程建設規模日益擴大，使路橋隧道工程建設備受關注，而施工安全作為路橋隧道工程建設重點，必須積極采用先進技術，全面提高施工安全性。從當前我國建設施工整體發展情況看，各類施工技術不斷創新發展，這在很大程度上助力了路橋隧道施工順利進行，也很大程度上提高了施工技術水平。其中開挖支護技術作為當前路橋隧道工程施工常見技術之一，可以保證開挖支護順利進行，有效推動路橋隧道工程有序開展。

1 路橋隧道工程特點分析

分析路橋隧道工程施工工藝可知，在實際施工建設過程中，其工藝非常復雜，并且存在較大的施工難度，可以將其總結為以下幾點：

第一，在路橋隧道工程施工建設過程中，由于存在諸多不可控因素，會直接影響到后續施工建設。比如施工區域地質條件對路橋隧道施工的明顯影響，如果在施工前未能全面、詳細地勘察施工區域情況，設計人員不了解地質條件、水文環境等情況，極易引發設計不合理、不符合施工建設要求的情況，進而引發施工安全問題。

第二，由于路橋隧道工程施工作業很難保證不會破壞原區域內的地質結構，與此同時，也無法準確獲取區域內地質變化的相關數據，容易在后續施工中造成塌方故事，對施工人員以及施工建設安全性產生不利影響。

第三，在隧道施工過程中，由于地下環境作業具有較強的隱蔽性，而施工各個環節相互聯系、緊密銜接，如果其中一個環節發生問題，會影響其他施工工序的順利進行，導致一些潛在風險發生，直接影響路橋隧道工程順利進行。

2 路橋隧道工程開挖施工技術

2.1 全斷面開挖法

在路橋隧道工程施工過程中應用全斷面開挖法，需要根據工程施工具體情況合理應用。在具體實施中，需要順著路橋工程隧道巷道合理設計出開挖斷面，而后按照施工規定操縱鉆孔車等機械設備完成施工。首先，施工人員需要在路橋隧道全斷面施工范圍內開展鉆孔、連線等作業，進行單次爆破成型施工；其次，按照規定并結合施工作業需求，讓鉆孔車等機械設備就位，移動到隧道指定的開挖面，這一過程為一個完整的環節，而后不斷重復上述施工作業步驟；最后，再構建出初期的支護結構，并開展隧道二次筑模襯砌作業，確保路橋隧道支護體系的穩定性。

需要注意的是，施工人員必須按照具體施工情況，合理應用全斷面開挖施工技術，確保橋路隧道開挖方式選擇科學合理，既可以選擇護板全斷面開挖方式，也可以選擇掘進機護板全斷面開挖方式。此外，在具體施工過程中，應當按照順序進行施工，施工人員必須嚴格依照技術使用規范進行施工作業。在隧道開挖作業過程中，若是選擇鉆孔爆破，則必須明確要求在爆破作業前做好清場工作，確保人員、設備、材料安置妥當。另外，還應當根據施工現場情況，明確是否需要在隧道四周圍巖上鋪設防水隔離層。

2.2 長臺階法

如果隧道工程位于特殊地形上，可以引入長臺階開挖法，如圍巖等級在1～3 級的情況。從長臺階開挖法實際應用情況看，其開挖面積非常小，并且流水線長度較長，可以保證開挖施工作業更加穩定。但從我國當前實際情況看，在實際應用長臺階開挖法的過程中，其施工長度一般在100m 范圍內，并且應當做好支護處理。此外，為保證長臺階開挖法有效發揮作用，施工人員應當做好排煙排水準備工作。

2.3 短臺階法

如果圍巖等級在4 級以上，在隧道開挖過程中可以采用短臺階法。因為這類地層巖石穩定性較差，并且巖石傳遞過程中載荷非常低，所以若開挖長度較大的話，極易引發塌方事故。因此，必須確保隧道開挖過程的安全性。從該方法的實際應用情況看，開挖方式的掘進長度非常小，屬于邊開挖邊支護的方式，這種方法的應用可以確保開挖質量，滿足工程設計要求，與此同時，也可以保證開挖穩定性、安全性，使開挖施工效率得以提升，降低了巖石坍塌的風險。

2.4 分部開挖法

所謂的分部開挖法，也稱為“導坑超前開挖法”，主要就是針對隧道某一部分進行的提前開挖。分部開挖法實施過程中，最常使用的方法就是上（上下）導坑超前開挖法，還有單（雙）側壁導坑超前開挖法等方法，在實際應用過程中，需要結合具體的施工環境、地質條件等情況，綜合考量后，選擇對應的分部開挖法。例如，對于大跨度隧道施工建設，應當開挖松軟、穩定性差的地層，此時，建議選擇側壁導坑法，在實際應用過程中應循序漸進，避免開挖隧道周圍產生的強烈破壞力對開挖造成影響。實際應用過程中，施工人員需要在待開挖的坑道中設置臨時支撐架，再沿坑道進行分部開挖施工，在此基礎上，從邊墻逐步向頂拱修襯砌，同時，施工人員需要在襯砌支撐保護作用下，向核心部分進行下挖，在此過程中，也可以修筑仰拱，進一步提高安全性。應用分部開挖法可以提升安全性，保證施工質量。

2.5 超短臺階法

在短臺階開挖法基礎上，形成超短臺階開挖法，一般適用在圍巖等級5～6 級的隧道結構中，由于這類巖石結構不具備良好的穩定性，所以開挖過程中極易發生塌方事故，以至于施工設備難以正常發揮作用，直接威脅施工人員生命安全，對整個企業產生嚴重影響。為進一步提高施工安全性，應引入超短臺階法。在實際施工過程中，施工人員應當在開挖較短一段后，第一時間做好支護，構建出較為密集的支護環境，從而保證開挖施工過程的安全性。

3 路橋隧道工程開挖支護施工要點

3.1 錨桿支護

在路橋隧道工程施工過程中，需要綜合考量多方面情況，包括圍巖級別、巖層狀態、風化程度等，合理布設錨桿位置。在路橋隧道工程施工過程中，如果涉及多施工段，極有可能因為水文地質情況不同影響到施工。因此，為提高錨桿支護施工質量，必須嚴格把控錨桿布設方向、間距、長度等內容，確保其與巖層面相互垂直，保證錨桿充分發揮出懸吊作用。在實際施工過程中，施工人員可以發揮出錨桿組合梁和拱的作用，確保開挖支護施工順利實施。可從目前部分施工情況看，由于設計方和施工方為不同組織機構，并且在設計過程中，僅僅是結合水文地質勘測情況設計方案，并未充分考慮到工程所在地域實際地質情況。此外，個別建設方和監理方過于依賴設計方案、圖紙要求，導致施工單位只能按照圖紙施工，針對其中存在的問題并沒有及時解決，這非常容易導致初期支護錨桿無法根據水文地質情況，合理調整長度、間距，造成開挖面錨桿過剩、不足等問題。因此，在實際施工過程中，必須綜合考量多種情況，無論是設計單位還是施工單位、監理單位，必須注重結合工程實際情況靈活調整各個環節，從而使錨桿支護作用得以發揮，提升施工安全性。

3.2 鋼筋網支護

嚴格意義上講，鋼筋網與錨桿支護需要共同使用。通常錨桿支護方式一般分布密度較為稀疏，并且由于遠離錨桿支護較遠位置巖體的穩定性較差，極易引發這些區域出現巖體坍塌事故。為避免這一問題，可以應用鋼筋網，切實提高錨桿支護作用，最大程度地防止出現錨桿支護盲區。鋼筋網支護主要目的就是提高巖土穩定性，所以鋼筋網支護需要和錨桿支護技術相互結合，在錨桿支護過程中，錨桿空隙位置的支護處理都是由鋼筋網完成的，以此達到增強巖土質量的目的。

3.3 超前小導管開挖支護

在超前小導管開挖支護過程中，施工人員預先制作好施工使用的超前小導管，而后將其布置在隧道拱部120范圍內，采用環向布置，控制外傾角在10～12范圍內，間距在0.4～0.5m 之間。施工人員完成布孔操作后，需要進行鉆孔施工，完成上述步驟后可以安裝小導管，應保證導管安裝質量，再完成注漿作業。需要注意的是，施工人員必須嚴格按照施工規范和要求安裝小導管，與此同時，也必須使用水泥漿填滿圍巖空隙，確保隧道開挖面的穩定性。

3.4 混凝土噴射支護

施工人員在隧道開挖作業后，必須馬上檢查開挖斷面尺寸，應用撬或其他技術手段，封閉好圍巖，促使圍巖結構達到施工要求的穩定性。一般情況下，主要使用濕噴機噴射混凝土，噴射距離最好控制在0.8～1.2m 范圍內，確保其與巖面相互垂直，在此基礎上，再按照從下到上的順序，進行分段施工作業。而對于中拱部位的噴射，可以應用臺階法先對拱部拱腳位置噴射，而后再噴射拱部拱頂區域，保證噴射長度控制在4m 范圍內。此外，如果在噴射過程中出現巖面不平整的情況，施工人員需要先噴射巖面凹陷部位，而后再噴射相對平整的巖面。但在此過程中，必須保證施工地段沒有地下水，避免影響施工效果和質量受到影響。

3.5 鋼框架支護

鋼框架施工過程中，必須做好鋼框架的預制、焊接工作，確保各個鋼框架尺寸、弧度符合設計要求。在焊接過程中，施工人員必須使用螺栓連接各節點，確保和連接板端部完成焊接。而在澆筑鋼結構過程中，施工人員應當檢查好內部型材尺寸，而后提高沉降，避免侵入襯砌空間內。由于鋼結構和圍巖之間存在空隙，施工人員可以使用混凝土進行填補，從而保證圍巖和支護相互協調。除此之外，在施工過程中要加強對圍巖變形的控制，可以對兩排鋼架采用縱向連接的方式，保證鋼筋連接質量，同時應當控制好連接鋼筋之間的距離，控制在lm 范圍內，促使其構建成一種受力結構。

4 提升路橋隧道工程開挖支護施工有效性的措施

4.1 做好開挖支護監控測量工作

由上文對路橋隧道工程開挖支護施工相關分析可知，為了保障路橋隧道施工安全、質量，必須注重監控測量，通過科學有效的監測，保證開挖支護施工順利進行。在此過程中，施工管理人員應當提高隧道工程開挖支護的監控技術，確保隧道施工更加安全，進而全面提升路橋施工質量。

除此之外，在監控測量過程中，必須有針對性、明確重點內容。在實際監測過程中，要求施工人員必須記錄好隧道沉降速度、沉降尺寸，及時找出問題，并進行討論，確保施工人員可以合理控制隧道沉降參數，為后續隧道工程開挖支護提供依據，進而保證路橋隧道工程順利施工建設。

4.2 提高開挖支護設計信息化水平

為進一步提高開挖支護設計效果，工程企業應當開展信息化管理，逐步實現隧道開挖支護設計信息共享性。在此過程中，工作人員可以及時將工程開挖支護施工數據錄入信息管理系統中，而后交由專業技術人員進行問題的分析和評估，找到問題存在的原因，并制定出較為完善的預防方案。

除此之外，在開發支護設計過程中，應加大力度應用BIM 技術，借助該技術構建出路橋隧道施工三維模型，將工程建設實際情況、地質條件、施工進度、施工要求等及時錄入系統中，依托網絡系統，模擬分析出隧道開挖支護施工流程、環節，分析其中存在的問題，找出相關影響因素，在此基礎上，制定出較為完善的施工計劃、方案，提高施工效率，保證施工質量。與此同時，應用BIM 技術，還可以規避施工風險，降低施工安全事故發生概率，減少施工成本，切實提高路橋隧道開挖支護施工整體工作效率與質量。

5 結語

綜上所述，在路橋隧道工程施工中，應用開挖支護技術可以保證工程建設的安全性，確保開挖支護施工可以順利實施。在實際施工過程中，除了要參考技術規范和具體要求之外，還必須結合實際情況，綜合考量隧道施工環境、施工情況等，確定適宜的開挖支護施工技術，并考慮工程所處環境、人為因素等情況，優化、調整開挖支護技術，進一步完善施工方案，確保隧道開挖支護施工技術得到合理的應用，進而保障路橋隧道施工的安全性、穩定性。