道路隧道工程中超前支護(hù)施工技術(shù)

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摘要:為了進(jìn)一步證實(shí)超前支護(hù)施工技術(shù)能夠有效應(yīng)用于道路隧道工程中，提高道路隧道工程穩(wěn)固性，立足于超前支護(hù)施工技術(shù)，通過(guò)結(jié)合工程案例，著重分析和探討道路隧道工程中超前支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用，希望對(duì)于高質(zhì)高效的建成道路隧道工程有所幫助。

關(guān)鍵詞:隧道工程，超前支護(hù)，應(yīng)用分析

從近些年道路隧道工程建設(shè)實(shí)際情況來(lái)看，確定超前支護(hù)施工技術(shù)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于道路隧道工程之中，在高切坡開(kāi)挖之前對(duì)工程危險(xiǎn)性和穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而準(zhǔn)確判斷高切坡是否危險(xiǎn)，之后科學(xué)、合理的進(jìn)行超前支護(hù)施工技術(shù)設(shè)計(jì)，以此來(lái)保證此項(xiàng)技術(shù)充分發(fā)揮作用，提高隧道施工的安全性和穩(wěn)定性，當(dāng)然，超前支護(hù)施工也是有一定難度，尤其與隧道結(jié)構(gòu)相結(jié)合。對(duì)此，我們應(yīng)當(dāng)深入了解超前支護(hù)施工技術(shù)，進(jìn)而根據(jù)道路隧道工程實(shí)際情況，科學(xué)、合理的規(guī)劃與實(shí)施此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用方案，包括施工工藝、施工流程等，進(jìn)而有序施工，穩(wěn)固隧道。

1超前支護(hù)施工技術(shù)的概述

超前支護(hù)施工技術(shù)是針對(duì)地形狀況比較復(fù)雜的道路隧道工程，在工程面開(kāi)挖施工環(huán)節(jié)，通過(guò)采用錨桿及鋼管超前支護(hù)的方式，達(dá)到對(duì)地質(zhì)圍巖進(jìn)行錨固的目的，從而確保道路隧道在開(kāi)挖施工過(guò)程中的人、物安全。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是利用導(dǎo)向架、管棚等設(shè)備，圍繞道路隧道施工開(kāi)挖線，借助鋼管頂入、錨桿固定等方式對(duì)道路隧道的圍巖進(jìn)行預(yù)支護(hù)，以此來(lái)保證道路隧道工作面開(kāi)挖施工的安全性和穩(wěn)定性。對(duì)于地質(zhì)條件過(guò)于復(fù)雜的施工區(qū)域，要想保證超前支護(hù)施工技術(shù)的有效性，一定要做好輔助及支撐，如合理利用鋼架等，在具體進(jìn)行超前支護(hù)施工時(shí)，首先要做好施工測(cè)量及放樣，并且做好一系列的施工準(zhǔn)備工作;其次，依據(jù)施工要求及施工圖紙，有序的展開(kāi)防護(hù)道路隧道明洞的開(kāi)挖，之后針對(duì)道路隧道的地質(zhì)情況、周邊環(huán)境等，合理規(guī)劃與設(shè)置支護(hù)，如管棚、錨桿支護(hù)等。最后，檢測(cè)道路隧道明洞的強(qiáng)度及坍塌等現(xiàn)象發(fā)生的可能性，進(jìn)而再次進(jìn)行支護(hù)和二次襯砌，以此來(lái)保證道路隧道施工面平整度及隧道應(yīng)力［1］。

2道路隧道工程中超前支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用

2．1工程概述

計(jì)劃建設(shè)某道路隧道工程，對(duì)工程所在地進(jìn)行了一系列的地質(zhì)勘查工作，進(jìn)一步確定了隧道地質(zhì)狀況及地理區(qū)位的復(fù)雜程度，即隧道的地質(zhì)構(gòu)造呈現(xiàn)出松散化特征，土質(zhì)類型為黃土。通過(guò)進(jìn)一步細(xì)致且詳盡的工程放樣勘測(cè)，隧道為上、下行分離的雙洞單向行駛2車(chē)道隧道。1號(hào)隧道上行隧道里程為K0+875～K1+175，長(zhǎng)300m，為3．685%上坡;下行隧道里程K0+853～K1+160，長(zhǎng)307m，為3．800%上坡，隧道斷面開(kāi)挖面積為160m2。2號(hào)隧道上行隧道里程為K1+267～K1+730，長(zhǎng)463m，為3．681%下坡;下行隧道里程為K1+240～K1+593，長(zhǎng)353m，為2．689%下坡。兩隧道設(shè)計(jì)凈寬9．75m，凈高5．0m。Ⅱ類圍巖最大開(kāi)挖寬度12．44m，最大開(kāi)挖高度9．88m。在荷載上，由于隧道開(kāi)挖施工的跨度達(dá)到了20m，有著較大的荷載偏移風(fēng)險(xiǎn)。而對(duì)圍巖予以分析，確定此類圍巖是黃土濕陷性圍巖，其具有穩(wěn)定性不佳等特點(diǎn)，致使其難以有效支撐洞身。面對(duì)此種局面，在洞口開(kāi)挖時(shí)就應(yīng)當(dāng)且必須運(yùn)用超前支護(hù)施工技術(shù)，以此來(lái)穩(wěn)固洞口及洞身，為更好的建成道路隧道工程創(chuàng)造條件。

2．2道路隧道工程中超前支護(hù)施工力學(xué)模型的分析

基于對(duì)以上道路隧道工程實(shí)際情況的了解與分析，確定出于保證整個(gè)工程堅(jiān)固性、穩(wěn)定性及耐用性的考慮，超前支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用是非常必要的。當(dāng)然，要想使此項(xiàng)技術(shù)能夠充分發(fā)揮作用，在具體應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)之前，需要展開(kāi)力學(xué)模型分析。也就是收集和整理道路隧道工程地質(zhì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行詳細(xì)的分析，以此來(lái)確定道路隧道工程超前支護(hù)施工力學(xué)模型，即:明確工程的巖體結(jié)構(gòu)的塑性變形及抗剪切強(qiáng)度表現(xiàn)是否一直均勻;隧道襯砌時(shí)注意根據(jù)隧道形狀特點(diǎn)，設(shè)置成圓形;隧道圍巖在狀態(tài)上過(guò)于松散，粘結(jié)力不強(qiáng)，極易對(duì)巖層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性施加影響。在此基礎(chǔ)上，合理規(guī)劃與設(shè)計(jì)道路隧道工程超前支護(hù)施工方案，也就是以管棚支護(hù)和小導(dǎo)管支護(hù)結(jié)合為主，要求鋼管長(zhǎng)度為20m，同時(shí)配備鉆機(jī)、測(cè)斜儀等設(shè)備，并且注意加強(qiáng)小導(dǎo)管支護(hù)施工質(zhì)量控制，如鉆孔、鋼管加工、注漿施工等［2］。

2．3超前支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用

在確定道路隧道工程實(shí)際情況，并制定超前支護(hù)施工方案的情況下，施工人員應(yīng)當(dāng)分段進(jìn)行支護(hù)施工，即:隧道洞口和隧道洞身的超前支護(hù)施工。

2．3．1隧道洞口的施工流程

1)隧道洞口開(kāi)挖施工。隧道洞口超前支護(hù)施工之前，先進(jìn)行洞口開(kāi)挖施工作業(yè)。也就是按照施工要求及施工流程有序的展開(kāi)開(kāi)挖作業(yè)，直到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。需要特別注意的是隧道底部及邊坡部位的開(kāi)挖施工，應(yīng)當(dāng)先確定預(yù)留底部及邊坡數(shù)據(jù)，之后利用石方爆破的方式來(lái)進(jìn)行施工作業(yè)，以此來(lái)松動(dòng)底板，之后開(kāi)挖施工，直到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。在此需要說(shuō)明的是，針對(duì)隧道明洞進(jìn)行開(kāi)挖施工或拉槽施工，需要先進(jìn)行截水溝開(kāi)挖施工，以此保證在后續(xù)施工之中能夠及時(shí)且有效排水，為提高支護(hù)施工的有效性創(chuàng)造條件。2)隧道洞口超前支護(hù)施工。完成洞口開(kāi)挖之后，展開(kāi)支護(hù)施工，則需要施工人員先對(duì)隧道所在區(qū)域的地質(zhì)狀況加以探測(cè)，同時(shí)注意準(zhǔn)確計(jì)算隧道圍巖，進(jìn)而展開(kāi)隧道洞口的地質(zhì)數(shù)據(jù)信息分析，構(gòu)建支護(hù)施工力學(xué)模型，同時(shí)參照施工標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)量規(guī)范，確定鋼支撐及支護(hù)需求，進(jìn)而合理利用管棚支護(hù)和小導(dǎo)管支護(hù)來(lái)進(jìn)行支護(hù)，提高隧道洞口的穩(wěn)定性和安全性［3］。

2．3．2隧道洞身開(kāi)挖施工及超前支護(hù)施工流程

相對(duì)來(lái)說(shuō)，洞身支護(hù)施工難度更大，為了避免出現(xiàn)施工質(zhì)量問(wèn)題，影響洞身支護(hù)施工效果，再具體展開(kāi)洞身開(kāi)挖施工及超前支護(hù)施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)在洞口支護(hù)施工后，直接展開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控，并利用新奧法來(lái)進(jìn)行隧道洞身開(kāi)挖及支護(hù)施工組織設(shè)計(jì)，為后續(xù)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、合理化施工作業(yè)創(chuàng)造條件。按照洞身超前支護(hù)施工組織，再具體展開(kāi)施工作業(yè)之中，應(yīng)當(dāng)注意做好以下幾方面的施工，即:1)圍巖穩(wěn)固施工。工程概述中已經(jīng)明確工程的圍巖強(qiáng)度較差，難以有效支撐洞身，所以穩(wěn)固圍巖施工就顯得尤為必要。也就是在隧道洞身開(kāi)挖施工之中，注意了解地質(zhì)狀況及圍巖強(qiáng)度，進(jìn)而合理規(guī)劃和布設(shè)管棚、導(dǎo)管，以此來(lái)設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)，穩(wěn)固圍巖。之后進(jìn)入核心區(qū)域，此時(shí)最好采用弱爆破的方式來(lái)進(jìn)行開(kāi)挖施工，之后合理布設(shè)管棚，形成堅(jiān)固且穩(wěn)定的支護(hù)結(jié)構(gòu)，提高隧道核心區(qū)域的堅(jiān)固性和可靠性。在此需要特別說(shuō)明的是管棚支護(hù)是針對(duì)隧道圍巖，上部和下部共同支護(hù)，形成環(huán)形支護(hù)輪廓，對(duì)圍巖進(jìn)行全方位的支撐，達(dá)到穩(wěn)固圍巖的目的。對(duì)于本次道路隧道工程來(lái)說(shuō)，管棚支護(hù)的上部分最好采用工字鋼、錨、噴及網(wǎng)綜合支護(hù)的模式，同時(shí)還要借助鋼架、錨桿及混凝土，最終設(shè)置成梅花狀支護(hù)。2)鋼筋網(wǎng)布設(shè)施工。布設(shè)鋼架網(wǎng)的目的是再次強(qiáng)化支護(hù)圍巖工作面，為提高道路隧道工程施工質(zhì)量創(chuàng)造條件。在具體展開(kāi)鋼筋網(wǎng)布設(shè)施工之中，首先是按照施工要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選擇最為適合的鋼材，按照2m×2m的規(guī)格來(lái)裁剪方片;其次，采用適合的手段來(lái)對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹、除污施工，提高鋼筋的支護(hù)質(zhì)量;再次，緊貼隧道壁展開(kāi)鋼筋網(wǎng)布設(shè)，并且注意鋼筋搭設(shè)長(zhǎng)度一定要緊跟混凝土噴射面。最后，利用焊機(jī)來(lái)焊接鋼筋網(wǎng)、鋼架及錨桿，從而真正提高鋼筋網(wǎng)的穩(wěn)定性和支護(hù)性。3)隧道支護(hù)施工。隧道支護(hù)施工中注意選擇和利用防水卷材來(lái)分割錨固層及襯砌層，同時(shí)借助盲溝來(lái)進(jìn)行隧道地下水引流，將地下水排除。之后在盲溝的具體方位上，對(duì)噴錨層予以加固處理，之后利用防水卷材鋪設(shè)襯砌層，注意中間加設(shè)土工布。4)混凝土噴射施工。出于提高道路隧道施工安全性的考慮，還要嚴(yán)格按照施工要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)混凝土噴射施工，也就是全面且有效的清理隧道圍巖巖面上比較松動(dòng)的巖塊，之后利用每間隔1m左右設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定，以此來(lái)確定噴射方位及厚度。在圍巖工作面初次開(kāi)挖施工時(shí)，按照施工工藝流程來(lái)進(jìn)行混凝土噴射施工;之后展開(kāi)鋼架、鋼筋網(wǎng)及錨桿的布設(shè)，待完成以上施工后再次進(jìn)行混凝土噴射施工［4］。

3結(jié)語(yǔ)

在近些年道路工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大的情況下，相關(guān)部門(mén)對(duì)道路工程建設(shè)提出了更為嚴(yán)格的要求，尤其是含有隧道的道路工程。此種情況下，為了建成高質(zhì)量的道路隧道工程，在涉及到邊坡開(kāi)挖施工時(shí)科學(xué)、合理的應(yīng)用超前支護(hù)施工技術(shù)是非常必要的，能夠最大限度的保證施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。基于文本一系列分析，確定道路隧道工程中有效應(yīng)用超前支護(hù)施工，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程實(shí)際情況，合理規(guī)劃洞口超前支護(hù)施工流程和洞身超前支護(hù)施工流程，有序、合理施工作業(yè)，最終提高支護(hù)效果，為保證道路隧道工程施工作業(yè)的安全性創(chuàng)造條件。

參考文獻(xiàn):

［1］廖澤江．道路隧道工程中的超前支護(hù)施工技術(shù)探析［J］．黑龍江交通科技，2012(4):64-65．

［2］周磊．道路隧道工程中的超前支護(hù)施工技術(shù)探析［J］．建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015(36):226，201．

［3］李學(xué)智，陳時(shí)彬．道路隧道工程中的超前支護(hù)施工技術(shù)探析［J］．城市建設(shè)理論研究，2014(9):97-99．

［4］賀云仁．道路隧道工程中的超前支護(hù)施工技術(shù)的探討［J］．山西建筑，2017，43(9):175-176．

作者:王振 單位:山西平陽(yáng)路橋有限公司