隧道工程建設開挖支護施工技術(shù)探討

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摘要：為探討隧道開挖支護施工技術(shù)，提高支護施工質(zhì)量，對不同類型支護施工技術(shù)進行分析，提出了混凝土噴射支護、錨桿支護、鋼筋網(wǎng)支護、超前小導管支護四種施工技術(shù)，在支護施工技術(shù)進一步明確與優(yōu)化下，有利于更好地提高隧道工程建設的效率與質(zhì)量，為隧道開挖提供良好的支護結(jié)構(gòu)基礎，確保隧道工程的安全性。

關(guān)鍵詞：隧道工程；隧道開挖；支護施工技術(shù)

引言

近年來，基于我國路橋隧道建設需求的不斷增多，隧道工程也得到了更好的發(fā)展。隧道工程屬于交通建設范疇，能夠緩解交通壓力，但一般隧道工程大多于地下或山區(qū)修建，考慮到我國地形結(jié)構(gòu)復雜，隧道工程應適應地形結(jié)構(gòu)與水文、地質(zhì)條件，因此在隧道工程建設中，需要保障工程質(zhì)量，提高工程施工安全性[1]。支護結(jié)構(gòu)是隧道開挖施工中的主要安全保障性結(jié)構(gòu)，支護施工技術(shù)的進一步提升能夠提高隧道開挖安全性，更好地保障人員安全與施工安全，提升隧道工程施工質(zhì)量及效率。

1隧道開挖支護施工技術(shù)的作用

隧道工程建設需要根據(jù)施工現(xiàn)場的環(huán)境形成不同的工程建設方案。我國地形結(jié)構(gòu)復雜，在隧道工程建設中更需要考量不同的地形結(jié)構(gòu)，形成施工前的全面準備，確定隧道開挖方案與支護施工方案，從而更好地在隧道開挖過程中合理應用支護施工技術(shù)，提高隧道工程安全性與施工質(zhì)量。隧道開挖方案的選擇需要與支護施工相結(jié)合，根據(jù)隧道圍巖穩(wěn)定性確定支護施工技術(shù)的重要內(nèi)容，所以支護結(jié)構(gòu)在隧道開挖工程中具有重要作用。

1.1提高隧道開挖安全性

隧道工程建設大多在山區(qū)或地下，工程建設環(huán)境相對比較特殊，許多隧道需要建立在巖石上，且受到地形條件的影響，減弱了隧道工程的整體安全性。以支護施工技術(shù)形成的隧道支護結(jié)構(gòu)，能夠提高隧道施工的安全性。例如在隧道開挖施工中常造成一些巖石的破壞，而部分巖石本身就缺少穩(wěn)固性，可能引起巖石塌方等施工安全事故，而通過添加支護結(jié)構(gòu)，形成了對不穩(wěn)定巖石的支撐，能夠提高隧道開挖的安全性[2]。這其中需要考慮巖石結(jié)構(gòu)應力與支護結(jié)構(gòu)承受能力間的關(guān)系。為提高隧道開挖施工中支護結(jié)構(gòu)的承受能力，可結(jié)合鋼架結(jié)構(gòu)與混凝土，使鋼架與巖石在混凝土原料下相互結(jié)合，從而提高支護結(jié)構(gòu)的承受能力與巖石穩(wěn)定性，為隧道開挖施工提供了較高的安全保障。

1.2提高圍巖穩(wěn)定性

隧道開挖支護施工不僅提高了隧道內(nèi)施工的安全性，同時也有利于提高巖石穩(wěn)定性，由于隧道施工建設工程工期較長，而在隧道開挖后，圍巖受到環(huán)境影響易風化，不僅影響隧道開挖施工過程的施工安全性，也給隧道施工后期或竣工階段的安全性造成影響。因此，通過支護施工方式，能夠采用混凝土封閉的方式，使圍巖不受環(huán)境侵襲與影響，在保證施工安全性的同時，更保障了圍巖穩(wěn)定性。

1.3提高施工進度

支護結(jié)構(gòu)保障了隧道開挖施工的安全性，支護施工的效率也直接影響了隧道開挖工程的整體施工進度。由于支護施工技術(shù)類型多樣，技術(shù)應用特點不同，所以在隧道開挖施工中，還需要合理選擇支護施工技術(shù)，并在支護結(jié)構(gòu)安裝后根據(jù)施工技術(shù)需求進行合理的安裝檢查，使得支護結(jié)構(gòu)在安裝順序與結(jié)構(gòu)作用原理上符合技術(shù)需求，從而能夠更好地保障支護結(jié)構(gòu)的應用效果[3]。其中，以加強支護結(jié)構(gòu)安裝人員技術(shù)水平的方式提高支護結(jié)構(gòu)安裝效率，有利于提高隧道開挖工程的施工進度，更好地促進隧道工程建設效率的提升。

2隧道開挖支護施工技術(shù)的類型

2.1混凝土噴射支護施工技術(shù)

混凝土具有加強穩(wěn)固性作用，在隧道開挖支護施工中，需要加強支護結(jié)構(gòu)、圍巖的穩(wěn)固性，從而保障開挖施工安全性。在混凝土噴射支護施工技術(shù)中，應合理選擇混凝土原材料與噴射機械設備。在混凝土原材料選擇中，需包括水泥、速凝劑、砂、石料等原材料，提高混凝土原材料的整體質(zhì)量。應選擇初凝時間低于5min且終凝時間低于10min的速凝劑，在石料選擇中應選擇粒徑約15mm的石料，有利于提高混凝土原材料的整體質(zhì)量。在噴射施工中能夠發(fā)揮更強的作用。噴射機械設備可選擇專門的噴射機進行噴射作業(yè)，同時應提高對設備操作人員的技術(shù)培訓，減少在混凝土噴射中出現(xiàn)回彈等操作事故?；炷羾娚渲ёo施工需要在隧道開挖施工后及時檢查開挖斷面，并對圍巖形成及時初噴，提高圍巖穩(wěn)定性。噴射混凝土的過程中，噴射距離與噴射方式需要合理控制，一般噴射距離為1m左右，在噴射方式上選擇垂直噴射，以由下而上的分段噴射方法進行支護施工作業(yè)[4]。在一些不平整的巖面中，需要先對不平整處進行噴射，使混凝土彌補巖面的凹槽或縫隙處，然后再完整地噴射混凝土，提高隧道面的平整度。

2.2錨桿支護施工技術(shù)

錨桿支護結(jié)構(gòu)根據(jù)錨桿種類的不同還能形成不同的支護結(jié)構(gòu)，包括砂漿錨桿支護施工與中空注漿錨桿等類型。錨桿的作用是局部加固，通過加固破碎圍巖或穩(wěn)固性較差的圍巖，組合其拱形或梁狀結(jié)構(gòu)，從而提高圍巖的穩(wěn)固性，減少隧道開挖的圍巖事故。在錨桿支護施工中，錨桿與巖層的間隙需要保持一致性，才能夠更好地起到支護作用，所以一般錨桿支護施工中，應對墊板安裝進行合理設計。錨桿支護施工與隧道開挖施工應同時進行，在隧道開挖后需及時確定錨桿孔位置，進行鉆孔并完成錨桿支護施工。施工前需要檢查導管孔，確保導管孔與設計需求一致，同時需要預先做好配件工作，為錨桿支護結(jié)構(gòu)進行注漿準備。在砂漿錨桿中，單管錨桿的注漿量達到設計標準后可以停止注漿，并以螺帽旋緊注漿孔。在錨桿支護結(jié)構(gòu)布置中，支護結(jié)構(gòu)方向需要與巖層相垂直，以錨桿墊板調(diào)節(jié)錨桿與巖面的貼合性，使錨桿在圍巖內(nèi)能夠保持錨固效果，形成開挖隧道中的拱狀或梁狀結(jié)構(gòu)，保持錨桿及巖石穩(wěn)固性。

2.3鋼筋網(wǎng)支護施工技術(shù)

鋼筋網(wǎng)支護一般與錨桿支護同時使用，以鋼架的結(jié)構(gòu)應力提高錨桿支護的承受能力與穩(wěn)定性，有利于加固巖石保持良好穩(wěn)定性。鋼筋網(wǎng)支護施工中，能夠形成對錨桿支護結(jié)構(gòu)的補充。例如在一些錨桿支護結(jié)構(gòu)距離較遠，巖體穩(wěn)固性較差的結(jié)構(gòu)中，采用鋼筋網(wǎng)支護施工能夠固定部分錨桿支護盲區(qū)，提高支護結(jié)構(gòu)的整體安全性與穩(wěn)固性。對一些巖體穩(wěn)固性較差，巖石破碎程度較高的圍巖面，更需要與混凝土支護施工相結(jié)合，共同提高巖石穩(wěn)固性。鋼筋網(wǎng)支護施工需要對鋼筋材料進行預先試驗，提高鋼筋材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并對鋼筋材料進行加工，將鋼筋材料制做成方格網(wǎng)片，以焊機或鐵絲組合鋼筋網(wǎng)。在鋼筋網(wǎng)支護施工中，需要將鋼筋網(wǎng)與圍巖緊貼，并根據(jù)巖面進行焊接[5]。

2.4超前小導管支護施工技術(shù)

超前小導管作為支護工具，適用于砂層段支護施工中。一般在隧道開挖后于隧道拱部設置超前小導管，超前小導管安裝前需要進行鉆孔，安裝后還需要進行注漿，使得超前小導管安裝后能夠及時以水泥漿液填充圍巖孔隙，形成穩(wěn)固的隧道開挖面。

3隧道開挖支護施工技術(shù)的注意事項

支護施工技術(shù)以提高隧道開挖安全性與隧道圍巖穩(wěn)定性為主要目的。在支護施工中應形成對施工過程的全面監(jiān)控，提高施工操作規(guī)范性，減少施工操作問題，從而提高隧道工程建設質(zhì)量與隧道開挖施工安全性。

3.1施工操作規(guī)范性保障

支護施工操作的規(guī)范性、支護施工結(jié)構(gòu)的科學性都是影響支護施工質(zhì)量的主要因素，引起施工操作不規(guī)范的主要原因是人為因素，施工技術(shù)人員對支護施工技術(shù)操作流程的認識與施工過程中的專業(yè)性都影響施工操作規(guī)范性。所以在實際施工中，應做好施工技術(shù)人員的專業(yè)培訓，提高施工技術(shù)人員施工規(guī)范性，使其能夠嚴格按照施工圖紙與施工方案進行施工，保持支護施工技術(shù)應用的科學合理性，提高支護施工的整體質(zhì)量。

3.2保障支護設施完整性

支護設施等原材料的數(shù)量及質(zhì)量常影響支護施工進度及質(zhì)量。由于支護結(jié)構(gòu)所需原材料數(shù)量、質(zhì)量與現(xiàn)場支護結(jié)構(gòu)原材料數(shù)量、質(zhì)量不符，可能造成盲目施工，使得支護結(jié)構(gòu)完整性與結(jié)構(gòu)質(zhì)量受到影響，不僅形成了施工安全隱患，也造成施工進度減慢。所以在支護施工技術(shù)中，需要做好前期準備工作，并對支護施工進行過程監(jiān)督，減少支護施工中不合理問題的產(chǎn)生，提高支護施工技術(shù)應用質(zhì)量與支護結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量，更好地保障隧道開挖工程質(zhì)量。

4結(jié)語

隧道建設工程作為交通建設工程中的主要項目之一，在隧道建設工程質(zhì)量的把控上更需要不斷深入，提高隧道工程整體質(zhì)量。隧道工程在投入施工中，隧道開挖工程作為首要步驟，在安全把控上應更加嚴格，支護施工技術(shù)是保障隧道開挖工程安全性的主要技術(shù)手段，因此在支護施工技術(shù)中，需要加強對技術(shù)流程及技術(shù)特點的明確與了解，更好地在隧道開挖中合理應用支護施工技術(shù)。

參考文獻：

[1]李博融，董長松，葉莉，等.凍土隧道超前支護適應性及施工控制技術(shù)[J].災害學，2019，34（S1）：38-43.

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[3]李貴民.麗香鐵路黃山哨隧道下穿巖堆段設計施工關(guān)鍵技術(shù)[J].隧道建設（中英文），2019，39（9）：1494-1499.

[4]李宇.復雜地質(zhì)條件下鐵路隧道施工技術(shù)研究[J].城市住宅，2019，26（9）：169-170.

[5]楊艷春.黃土區(qū)域大斷面公路隧道基礎水泥旋噴樁預支護施工技術(shù)[J].公路交通科技（應用技術(shù)版），2019，15（9）：247-249.

作者：趙文 單位：山西路橋建設集團有限公司公路工程總承包分公司