路橋隧道工程開挖支護的施工要點研究

文/諶雪輝 廣東光中盛集團有限公司 廣東珠海 519000

1、路橋隧道工程常見的開挖支護技術

1.1 路橋隧道全斷面開挖施工技術

結合實際施工情況，沿路橋工程隧道巷道的設計開挖斷面，操縱鉆孔車等施工機械設備，在隧道全斷面施工區(qū)域中開展鉆孔、連線作業(yè)，并組織單次爆破成型作業(yè)，再將鉆孔車等施工機械設備移動至隧道開挖面，重復開展上述施工作業(yè)，隨后構建初期支護結構、開展隧道二次筑模襯砌作業(yè)，以構建起穩(wěn)定的路橋隧道支護體系。在應用全斷面開挖施工技術時，需要注重結合實際施工情況，選擇適當的橋路隧道開挖方式（如護板全斷面開挖方式、掘進機護板全斷面開挖方式等）；明確施工順序，嚴格遵循技術應用規(guī)范條例組織開展施工作業(yè)；在選擇鉆孔爆破方式開展隧道開挖作業(yè)時，需要在爆破作業(yè)開展前做好人員、設備與材料的清場作業(yè)；結合實際施工情況，選擇是否在隧道四周圍巖上鋪設防水隔離層；在二次筑模襯砌作業(yè)環(huán)節(jié)中，組織開展混凝土初噴、復噴作業(yè)，用于提高施工效率；需要在隧道開挖一定距離后，同時開展混凝土鋪底作業(yè)。

1.2 路橋隧道臺階施工技術

這一技術的原理為，優(yōu)先對橋路隧道的上部斷面區(qū)域中組織開展開挖作業(yè)，并在其上部區(qū)域挖掘至一定距離后開展隧道下部斷面開挖作業(yè)，并同時組織上部臺階、下部臺階的隧道開挖作業(yè)。相較于其他橋路隧道開挖施工技術而言，臺階施工技術具有施工效率高、前后作業(yè)干擾小、下部隧道臺階開挖作業(yè)安全系數高等應用優(yōu)勢。與此同時，也要根據不同橋路隧道工程對初期支護結構閉合斷面的具體成形時間要求（橋路隧道圍巖越好、閉合時間要求越長），以及隧道上臺階施工作業(yè)中所配置各類施工機械設備對作業(yè)空間的具體要求，選擇正確的隧道臺階施工長度及施工形式。

在臺階長度大于100m時，需要應用長臺階法。在臺階長度于10m至15m時，需要應用短臺階法，即一致而被開挖寬度。在臺階長度小于3m時，則需要應用微臺階法。

2、路橋隧道工程開挖作業(yè)施工要點

在路橋隧道工程施工階段中，隧道四周圍巖土體結構的分布位置并非固定不變，而是在多方面因素的共同影響下，長期保持動態(tài)變化狀態(tài)，并在圍巖土體結構出現過度移動時有一定可能引發(fā)隧道坍塌、支護結構所承受壓力超過承受上限等問題的出現。因此需要結合路橋隧道工程的實際施工情況，選擇正確的隧道掘進、開挖方式。在充分保障路橋隧道斷面開挖、掘進速度的同時，將隧道四周圍巖土體結構的位移程度控制在合理范圍內。具體來講，則是開展高重復性地質勘察作業(yè)，并在勘察結果基礎上選擇正確開挖作業(yè)方式，保持圍巖穩(wěn)定性。

3、路橋隧道工程支護作業(yè)施工要點

3.1 混凝土噴射作業(yè)的施工要點

在隧道開挖掘進一定距離后同時組織開展混凝土噴射作業(yè)，向隧道四周圍巖土體噴射28-34兆帕混凝土漿體，進行封閉處理，使得四周圍巖土體結構中的松散土體之間相互粘黏、固定，避免隧道四周圍巖在自身運動、亦或是受到隧道開挖作業(yè)施工影響下出現圍巖土體結構過度移動、隧道開挖面坍塌等施工安全問題。而混凝土噴射作業(yè)的重點是在隧道開挖一定距離后，立即組織開展同步混凝土噴射作業(yè)；提前將隧道四周圍巖中較為松動的土體結構進行清理，確保圍巖結構自身具有較強的粘結作用力；提高隧道四周圍巖表層結構的平整性；在隧道圍巖結構上存在較大面積輪廓面時，需要在這類區(qū)域中加墊石棉板等材料，再組織開展混凝土噴射作業(yè)；將10mm以上歷經的粗骨料添加比例控制在30%左右，且最大粒徑小于25mm；控制風壓高于0.4MPa，水壓高于風壓0.1MPa以上；混凝土單次噴射厚度需要在5cm-7cm范圍內；復噴作業(yè)開展間隔時間在2h內。

3.2 隧道錨桿支護作業(yè)施工要點

為保障在路橋隧道工程施工及交付使用過程中，隧道四周圍巖結構不會出現過度變形移動、隧道坍塌等問題。因此需要開展錨桿支護作業(yè)，使用各類金屬件、聚合物件等材料，在隧道內構建起整體性的支護結構，承擔隧道四周墻壁與圍巖結構的自重量。而作業(yè)施工要點如下：提前對不同鉆孔點的孔位進行精確測量、標注；借助于相應施工機械設備，開展鉆孔、清孔作業(yè)，并將孔內與施工現場中所附著的灰塵進行清理；對錨桿開展車絲處理作業(yè)，確保錨桿整體結構的筆直平順；將錨桿作為連接紐帶，將隧道四周圍巖結構中的破碎帶以及斷層相互緊密連接；充分保障錨桿與巖面層之間的垂直度；將相鄰錨桿之間的間距控制在錨桿長度的一半以內，并結合不同路橋隧道工程的圍巖等級，選擇適當的錨間距；控制施工參數。如全長粘結型錨桿的鉆孔直徑為1.8cm-3.2cm時，需要采用Q234型號，直徑在1.6cm-3.2cm內的鋼筋錨桿，保護層厚度需要大于0.8cm。

3.3 鋼筋掛網作業(yè)施工要點

在組織開展路橋隧道工程錨桿支護作業(yè)后，位于不同相鄰錨桿之間的圍巖土體結構仍存在一定可能性引發(fā)隧道坍塌等安全問題的出現。具體來講，不同相鄰錨桿之間的空間是隧道四周圍巖土體結構受約束力最小的區(qū)域，錨桿支護結構的實際支護作用力、圍巖土體約束力均低于設計要求。因此需要組織開展鋼筋掛網施工作業(yè)，將適當網格大小、材質的鋼筋網掛在所搭建錨桿支護結構之上，將鋼筋網固定，將隧道四周圍巖結構中較為松散的土體長期保持在三軸應力狀態(tài)下，進一步提高隧道支護結構的穩(wěn)定性、實際支護力。

3.4 隧道鋼支撐結構搭建施工要點

鋼支撐結構主要由鋼管、角鋼等材質部件共同構成，被用于提高隧道支護結構穩(wěn)定性，常見結構為人字形以及交叉形狀結構。對鋼支撐結構的應用，需要根據不同路橋隧道工程的實際施工情況、設計要求，與鋼筋掛網、錨桿支護等支護施工技術進行組合應用，多角度、多方面提升隧道支護結構的穩(wěn)定性、最大承載力。鋼支撐結構的常用施工方式是將鋼支撐結構不同部件緊貼圍巖土體巖面，并在混凝土初噴作業(yè)開展、混凝土漿體凝固后開展安裝作業(yè)。但在存在超挖嚴重問題的施工路段中，則需要將鋼支撐結構與圍巖巖面之間保持適當的間隔距離，并加設套供部件。

結語：

只有對隧道施工中各項開挖支護施工技術的工序流程、施工要點做到全面掌握、深入了解，并結合實際情況組織開展規(guī)范化隧道開挖與支護施工作業(yè)，才能營造出良好的、具有較高施工安全系數的作業(yè)環(huán)境，最大程度規(guī)避施工安全事故的出現。