道路隧道工程中超前支護施工技術的探討

王 振

(山西平陽路橋有限公司，山西 臨汾 041000)

道路隧道工程中超前支護施工技術的探討

王 振

(山西平陽路橋有限公司，山西 臨汾 041000)

為了進一步證實超前支護施工技術能夠有效應用于道路隧道工程中，提高道路隧道工程穩(wěn)固性，立足于超前支護施工技術，通過結合工程案例，著重分析和探討道路隧道工程中超前支護施工技術的應用，希望對于高質高效的建成道路隧道工程有所幫助。

隧道工程，超前支護，應用分析

從近些年道路隧道工程建設實際情況來看，確定超前支護施工技術越來越廣泛的應用于道路隧道工程之中，在高切坡開挖之前對工程危險性和穩(wěn)定性進行評估，進而準確判斷高切坡是否危險，之后科學、合理的進行超前支護施工技術設計，以此來保證此項技術充分發(fā)揮作用，提高隧道施工的安全性和穩(wěn)定性，當然，超前支護施工也是有一定難度，尤其與隧道結構相結合。對此，我們應當深入了解超前支護施工技術，進而根據(jù)道路隧道工程實際情況，科學、合理的規(guī)劃與實施此項技術應用方案，包括施工工藝、施工流程等，進而有序施工，穩(wěn)固隧道。

1 超前支護施工技術的概述

超前支護施工技術是針對地形狀況比較復雜的道路隧道工程，在工程面開挖施工環(huán)節(jié)，通過采用錨桿及鋼管超前支護的方式，達到對地質圍巖進行錨固的目的，從而確保道路隧道在開挖施工過程中的人、物安全。簡單來說，就是利用導向架、管棚等設備，圍繞道路隧道施工開挖線，借助鋼管頂入、錨桿固定等方式對道路隧道的圍巖進行預支護，以此來保證道路隧道工作面開挖施工的安全性和穩(wěn)定性。對于地質條件過于復雜的施工區(qū)域，要想保證超前支護施工技術的有效性，一定要做好輔助及支撐，如合理利用鋼架等，在具體進行超前支護施工時，首先要做好施工測量及放樣，并且做好一系列的施工準備工作；其次，依據(jù)施工要求及施工圖紙，有序的展開防護道路隧道明洞的開挖，之后針對道路隧道的地質情況、周邊環(huán)境等，合理規(guī)劃與設置支護，如管棚、錨桿支護等。最后，檢測道路隧道明洞的強度及坍塌等現(xiàn)象發(fā)生的可能性，進而再次進行支護和二次襯砌，以此來保證道路隧道施工面平整度及隧道應力[1]。

2 道路隧道工程中超前支護施工技術的應用

2.1工程概述

計劃建設某道路隧道工程，對工程所在地進行了一系列的地質勘查工作，進一步確定了隧道地質狀況及地理區(qū)位的復雜程度，即隧道的地質構造呈現(xiàn)出松散化特征，土質類型為黃土。通過進一步細致且詳盡的工程放樣勘測，隧道為上、下行分離的雙洞單向行駛2車道隧道。1號隧道上行隧道里程為K0+875～K1+175，長300 m，為3.685%上坡；下行隧道里程K0+853～K1+160，長307 m，為3.800%上坡，隧道斷面開挖面積為160 m2。2號隧道上行隧道里程為K1+267～K1+730，長463 m，為3.681%下坡；下行隧道里程為K1+240～K1+593，長353 m，為2.689%下坡。兩隧道設計凈寬9.75 m，凈高5.0 m。Ⅱ類圍巖最大開挖寬度12.44 m，最大開挖高度9.88 m。在荷載上，由于隧道開挖施工的跨度達到了20 m，有著較大的荷載偏移風險。而對圍巖予以分析，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，致使其難以有效支撐洞身。面對此種局面，在洞口開挖時就應當且必須運用超前支護施工技術，以此來穩(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施工力學模型的分析

基于對以上道路隧道工程實際情況的了解與分析，確定出于保證整個工程堅固性、穩(wěn)定性及耐用性的考慮，超前支護施工技術的應用是非常必要的。當然，要想使此項技術能夠充分發(fā)揮作用，在具體應用此項技術之前，需要展開力學模型分析。也就是收集和整理道路隧道工程地質相關數(shù)據(jù)信息，進而對數(shù)據(jù)信息進行詳細的分析，以此來確定道路隧道工程超前支護施工力學模型，即：明確工程的巖體結構的塑性變形及抗剪切強度表現(xiàn)是否一直均勻；隧道襯砌時注意根據(jù)隧道形狀特點，設置成圓形；隧道圍巖在狀態(tài)上過于松散，粘結力不強，極易對巖層結構穩(wěn)定性施加影響。在此基礎上，合理規(guī)劃與設計道路隧道工程超前支護施工方案，也就是以管棚支護和小導管支護結合為主，要求鋼管長度為20 m，同時配備鉆機、測斜儀等設備，并且注意加強小導管支護施工質量控制，如鉆孔、鋼管加工、注漿施工等[2]。

2.3超前支護施工技術的應用

在確定道路隧道工程實際情況，并制定超前支護施工方案的情況下，施工人員應當分段進行支護施工，即：隧道洞口和隧道洞身的超前支護施工。

2.3.1隧道洞口的施工流程

1)隧道洞口開挖施工。

隧道洞口超前支護施工之前，先進行洞口開挖施工作業(yè)。也就是按照施工要求及施工流程有序的展開開挖作業(yè)，直到達到標準要求。需要特別注意的是隧道底部及邊坡部位的開挖施工，應當先確定預留底部及邊坡數(shù)據(jù)，之后利用石方爆破的方式來進行施工作業(yè)，以此來松動底板，之后開挖施工，直到達到標準要求。在此需要說明的是，針對隧道明洞進行開挖施工或拉槽施工，需要先進行截水溝開挖施工，以此保證在后續(xù)施工之中能夠及時且有效排水，為提高支護施工的有效性創(chuàng)造條件。

2)隧道洞口超前支護施工。

完成洞口開挖之后，展開支護施工，則需要施工人員先對隧道所在區(qū)域的地質狀況加以探測，同時注意準確計算隧道圍巖，進而展開隧道洞口的地質數(shù)據(jù)信息分析，構建支護施工力學模型，同時參照施工標準及測量規(guī)范，確定鋼支撐及支護需求，進而合理利用管棚支護和小導管支護來進行支護，提高隧道洞口的穩(wěn)定性和安全性[3]。

2.3.2隧道洞身開挖施工及超前支護施工流程

相對來說，洞身支護施工難度更大，為了避免出現(xiàn)施工質量問題，影響洞身支護施工效果，再具體展開洞身開挖施工及超前支護施工時，應當在洞口支護施工后，直接展開現(xiàn)場測控，并利用新奧法來進行隧道洞身開挖及支護施工組織設計，為后續(xù)規(guī)范化、標準化、合理化施工作業(yè)創(chuàng)造條件。按照洞身超前支護施工組織，再具體展開施工作業(yè)之中，應當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挖施工之中，注意了解地質狀況及圍巖強度，進而合理規(guī)劃和布設管棚、導管，以此來設置支護結構，穩(wěn)固圍巖。之后進入核心區(qū)域，此時最好采用弱爆破的方式來進行開挖施工，之后合理布設管棚，形成堅固且穩(wěn)定的支護結構，提高隧道核心區(qū)域的堅固性和可靠性。

在此需要特別說明的是管棚支護是針對隧道圍巖，上部和下部共同支護，形成環(huán)形支護輪廓，對圍巖進行全方位的支撐，達到穩(wěn)固圍巖的目的。對于本次道路隧道工程來說，管棚支護的上部分最好采用工字鋼、錨、噴及網(wǎng)綜合支護的模式，同時還要借助鋼架、錨桿及混凝土，最終設置成梅花狀支護。

2)鋼筋網(wǎng)布設施工。

布設鋼架網(wǎng)的目的是再次強化支護圍巖工作面，為提高道路隧道工程施工質量創(chuàng)造條件。在具體展開鋼筋網(wǎng)布設施工之中，首先是按照施工要求及相關標準，選擇最為適合的鋼材，按照2 m×2 m的規(guī)格來裁剪方片；其次，采用適合的手段來對鋼筋進行除銹、除污施工，提高鋼筋的支護質量；再次，緊貼隧道壁展開鋼筋網(wǎng)布設，并且注意鋼筋搭設長度一定要緊跟混凝土噴射面。最后，利用焊機來焊接鋼筋網(wǎng)、鋼架及錨桿，從而真正提高鋼筋網(wǎng)的穩(wěn)定性和支護性。

3)隧道支護施工。

隧道支護施工中注意選擇和利用防水卷材來分割錨固層及襯砌層，同時借助盲溝來進行隧道地下水引流，將地下水排除。之后在盲溝的具體方位上，對噴錨層予以加固處理，之后利用防水卷材鋪設襯砌層，注意中間加設土工布。

4)混凝土噴射施工。

出于提高道路隧道施工安全性的考慮，還要嚴格按照施工要求及相關標準展開混凝土噴射施工，也就是全面且有效的清理隧道圍巖巖面上比較松動的巖塊，之后利用每間隔1 m左右設置一個標準定，以此來確定噴射方位及厚度。在圍巖工作面初次開挖施工時，按照施工工藝流程來進行混凝土噴射施工；之后展開鋼架、鋼筋網(wǎng)及錨桿的布設，待完成以上施工后再次進行混凝土噴射施工[4]。

3 結語

在近些年道路工程建設規(guī)模不斷擴大的情況下，相關部門對道路工程建設提出了更為嚴格的要求，尤其是含有隧道的道路工程。此種情況下，為了建成高質量的道路隧道工程，在涉及到邊坡開挖施工時科學、合理的應用超前支護施工技術是非常必要的，能夠最大限度的保證施工進度和施工質量?；谖谋疽幌盗蟹治?，確定道路隧道工程中有效應用超前支護施工，應當根據(jù)工程實際情況，合理規(guī)劃洞口超前支護施工流程和洞身超前支護施工流程，有序、合理施工作業(yè)，最終提高支護效果，為保證道路隧道工程施工作業(yè)的安全性創(chuàng)造條件。

[1] 廖澤江.道路隧道工程中的超前支護施工技術探析[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施工技術探析[J].建筑工程技術與設計,2015(36):226,201.

[3] 李學智,陳時彬.道路隧道工程中的超前支護施工技術探析[J].城市建設理論研究,2014(9)：97-99.

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

Discussiononadvancedsupportconstructiontechnologyinroadtunnelengineering

WangZhen

(ShanxiPingyangLuqiaoCo.,Ltd,Linfen041000,China)

In order to further confirm the advanced support construction technology can be effectively applied in road tunnel engineering, improve the stability of road tunnel project, this paper will be based on advanced support construction technology, combined with the engineering case, the application of advanced support construction technology support and mainly focuses on road tunnel engineering, hope for the high quality and efficient completion the road tunnel engineering help.

tunnel engineering, advanced support, application analysis

1009-6825(2017)28-0166-02

2017-07-23

王 振(1982- )，男，工程師

U455.5

A