隧道工程開挖支護的施工要點

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摘要：開挖支護技術(shù)作為路橋隧道工程重要的環(huán)節(jié)之一，對其施工要點的分析應受到相關(guān)工作者的高度重視。本文就基于以上因素，結(jié)合京沈客專路橋隧的開挖支護施工，對路橋隧道工程開挖支護施工要點進行分析，促進工程高效有序的建設。

關(guān)鍵詞：路橋隧道工程；開挖支護施工；要點分析

1路橋隧道工程的開挖施工技術(shù)分析

1.1隧道開挖施工要點

路橋隧道工程相較于其他工程而言，所面臨的地質(zhì)條件更為復雜，因此在實施開挖技術(shù)之前，應對施工場地的圍巖類型、地應力以及地下水資源的分布等情況進行細致的勘察，并依據(jù)勘察結(jié)果制定出科學且合理的路橋隧道工程開挖施工工藝及使用流程，從工程地質(zhì)環(huán)境以及圍巖具體情況入手，對施工方案進行進一步的調(diào)整、修訂與完善。就目前來看，路橋隧道工程開挖技術(shù)主要分為以下幾種類型。第一，全斷層開挖法，主要指依據(jù)路橋隧道工程施工組織設計方案，實現(xiàn)一次爆破成型，并再利用錨固支護與二次襯砌的方式進行施工。全斷面層開挖法更加適用于整體性較好的圍巖結(jié)構(gòu)中。同時，在實施路橋隧道工程全斷面層開挖法的過程中，也需配合一些大型施工設備，并使其能夠符合隧道長度以及施工區(qū)段長度，切實提升路橋隧道工程施工期間的經(jīng)濟效益。在京沈客專朝陽隧道施工中采用了全斷面三臂鑿巖臺車進行鉆爆和機械手濕噴工藝進行初支施工。第二，臺階開挖法。由全斷面層開挖法衍生出的一種新型施工方式，通常被應用在圍巖結(jié)構(gòu)開挖階段到支護階段維持穩(wěn)定形態(tài)的地層中。就目前來看，臺階開挖法已經(jīng)被廣泛應用在大部分路橋隧道工程中。依據(jù)臺階的具體長度，可分為長臺階法、短臺階法以及超短臺階法，因此這就要求相關(guān)人員能夠從初期支護形成閉合斷面圍巖穩(wěn)定性以及上部施工開挖支護環(huán)節(jié)施工場地對設備的需求入手，從根本上提升路橋隧道工程中機械設備的利用率。同時，應用臺階施工方式對施工調(diào)整度較小，在圍巖結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題時，也可采用先進的施工技術(shù)提升施工安全性。但利用臺階開挖法也有一定的弊端，即施工工序較多，不利于整體施工效率的提升。在京沈客專遼西隧道和同盛隧道的弱圍巖施工中施工中，廣泛采用了三臺階七步開挖施工工藝，取得了良好的效果。對于圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差的路橋隧道工程而言，也可使用導坑法開挖施工技術(shù)，在工程正式施工之前采用掛網(wǎng)錨噴支護、鋼結(jié)構(gòu)支護，提升路橋隧道工程整體施工過程中的質(zhì)量及效率。但是就導坑法施工而言，有逐步被三臺階七步開挖取得的趨勢，施工現(xiàn)場真正使用導坑法施工的正在逐步減少。

1.2隧道開挖方式的選擇

在路橋隧道工程開挖施工過程中，為減低對周圍圍巖的干擾率，應對開挖及掘進方式進行擇優(yōu)選擇，提升挖掘總體進度，保證工程整體穩(wěn)定性及安全性。同時，在工程開挖及施工方式選擇期間，也應結(jié)合施工場地圍巖地質(zhì)條件以及變化，結(jié)合隧道圍巖類別及斷面的尺寸，對開挖方式進行系統(tǒng)的整合。施工中和設計積極溝通，動態(tài)管理，及時根據(jù)圍巖情況變更調(diào)整開挖方式，確保施工安全。

2路橋隧道工程支護施工技術(shù)分析

2.1混凝土噴射技術(shù)

為從根本上提升路橋隧道工程支護施工的質(zhì)量，施工人員在噴射混凝土的過程中也應注重圍巖結(jié)構(gòu)整體的咬合及鑲嵌作用，將裂縫分割的巖塊體重新粘結(jié)起來，從而更好防止圍巖結(jié)構(gòu)的松動，有效減應力相對集中的問題發(fā)生。不僅如此，在隧道圍巖結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生一定的抗剪力，將圍巖始終保持在相對穩(wěn)定的三軸應力狀態(tài)下，并使所噴射混凝土結(jié)構(gòu)表面自身剛度對不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)起到穩(wěn)固及抵抗的作用。不僅如此，在應用其他支護方式的過程中，也可結(jié)合混凝土噴射技術(shù)，共同承擔支護結(jié)構(gòu)的荷載力，避免結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的情況。京沈客專全線采用了大型機械手濕噴技術(shù)，不僅大大加快了噴射速度，也明顯保證了噴射混凝土強度，在國內(nèi)是首條全線推廣濕噴技術(shù)的大型工程項目。

2.2錨桿支護技術(shù)

為從根本上提升路橋隧道工程周圍結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，現(xiàn)階段施工人員也可采用向巖石土層打入錨桿的方式，向周圍結(jié)構(gòu)施加壓力，并使其從原有二軸應力的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S應力的狀態(tài)，從而更加有效的控制隧道圍巖結(jié)構(gòu)剛性惡化的問題發(fā)生。不僅如此，此種方式也可被應用在松動區(qū)域的圍巖結(jié)構(gòu)中。隧道巖土體內(nèi)部的錨桿起到了被約束變形的加固作用，并形成了能夠承擔起外部荷載巖土承載構(gòu)件，在原有基礎(chǔ)上提升了路橋隧道工程整體的穩(wěn)定性。

2.3鋼筋網(wǎng)設置

一般情況下，鋼筋網(wǎng)與錨桿施工應同時進行。在路橋隧道工程中布設錨桿結(jié)構(gòu)時，應選擇適當?shù)木嚯x。錨桿結(jié)構(gòu)對于周圍巖土體的約束力相對薄弱，設置相應的鋼筋網(wǎng)結(jié)構(gòu)后，提升了隧道圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低了坍塌的風險性，使其保持在三軸應力的狀態(tài)之下也必須受到施工人員的高度重視。

2.4鋼架結(jié)構(gòu)

在路橋隧道工程鋼架支護施工的過程中，主要分為兩個方面。第一，鋼架施工。在鋼架加工過程中，加工廠下料分節(jié)焊接制成，因此需保證鋼架的弧度與尺寸應符合工程設計方案中的具體參數(shù)，每節(jié)鋼架都需要利用連接板連接。鋼架安裝應嚴格控制其內(nèi)部輪廓的尺寸，結(jié)合工程的具體需求，預留一定沉降量。不僅如此，鋼架與圍巖結(jié)構(gòu)之間所產(chǎn)生的空隙利用噴射混凝土填充，保證支護結(jié)構(gòu)與圍巖結(jié)構(gòu)之間具有緊密的聯(lián)系，降低圍巖結(jié)構(gòu)的變形幾率，以更好的形成整體受力結(jié)構(gòu)。第二，大拱腳鋼架設計施工。在對穩(wěn)定性較差的圍巖結(jié)構(gòu)進行施工過程中，為確保開挖下臺階時上臺階機結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，相關(guān)工作人員應注重在上臺階結(jié)構(gòu)設置大拱腳鋼架，并集合人工修造技術(shù)，擴大拱腳。大拱腳鋼架施工技術(shù)適用于路橋隧道工程中的大多數(shù)支護手段，但對于薄層頁巖等的地質(zhì)條件實用性的較差，因此在應用此項施工技術(shù)的過程中，需結(jié)合工程的具體情況進行選擇。

3提升路橋隧道工程開挖支護施工有效性的措施

3.1完善路橋隧道工程的開挖支護技術(shù)設計理念

以新建鐵路北京至沈陽客運專線遼寧段TJ-2為例，該工程均位于遼寧省凌源市境內(nèi)。主要工程數(shù)量為路基20段長2.777km，橋梁10座5.516km，隧道10座20.056km，隧道部分地段位于斷層上。就該工程的開挖支護技術(shù)應用現(xiàn)狀來看，雖然其為路橋隧道工程施工的安全性帶來了巨大的保障，但這中間依然存在著諸多問題，亟待施工工作者的解決。不僅如此，在實際的施工工作中，開挖支護施工技術(shù)也應隨著時代的潮流不斷完善開挖技術(shù)及支部結(jié)構(gòu)設計的理念，讓其不斷朝向更加系統(tǒng)與科學的方向前進，以有效提升路橋隧道工程施工階段的安全性，進一步鞏固路橋隧道工程在社會市場經(jīng)濟中所占據(jù)的主要地位。具體而言，針對工程內(nèi)容及特征，制定出合理的設計方案，基于實際施工情況，對設計方案中關(guān)于開挖及支護作業(yè)流程進行動態(tài)管理。

3.2強化路橋隧道工程開挖支護設計監(jiān)督工作

在國民經(jīng)濟消費水平不斷提升的背景下，對于自身出行的安全性也提出了更高的要求。因此現(xiàn)階段的施工工作者就要以強化開挖支護設計的監(jiān)督工作作為企業(yè)發(fā)展的立足點，不斷完善與優(yōu)化開挖支護施工設計方案內(nèi)的不足之處，有效整合路橋隧道在設計過程中生成的參數(shù)數(shù)據(jù)，并做好提升相關(guān)施工工作者綜合素質(zhì)的工作，以進一步推進工程的穩(wěn)定發(fā)展。

3.3注重開挖支護設計信息化管理

隨著網(wǎng)絡技術(shù)的快速發(fā)展，在路橋隧道工程開挖支護設計管理期間，也可構(gòu)建起一個實現(xiàn)工程各部門信息共享的信息系統(tǒng)，將開挖及支護施工期間具體流程及存在問題錄到計算機系統(tǒng)中，通過多角度對造成此問題發(fā)生的因素進行整合與分析。與此同時，在開挖支護設計期間，也可實現(xiàn)基于信息系統(tǒng)中的BIM軟件，構(gòu)建起路橋隧道三維模型，進行更加完備的施工規(guī)劃。

4結(jié)語

總而言之，路橋隧道工程的開挖支護技術(shù)對施工環(huán)境及施工人員專業(yè)技能具有一定的要求，因此為從根本上發(fā)揮出開挖支護技術(shù)在路橋隧道工程中的積極作用，相關(guān)施工人員也應結(jié)合施工方法、施工機械設備、施工現(xiàn)場等因素構(gòu)建起一系列科學且具有高度可行性的開挖支護管理機制，切實提升路橋隧道工程整體的施工安全性，并為促進地區(qū)間的穩(wěn)定發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

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作者：田海彬 單位：中鐵十二局集團第一工程有限公司