公路隧道工程中新奧法施工技術(shù)實踐

閻 敏 娟

(山西晉城路橋建設(shè)有限公司，山西 晉城 048000)

0 引言

新奧法施工并不僅僅是一種支護方法，其主要是通過全面的提升巷道圍巖強度與承載性能來達到施工安全性的要求，需要綜合考慮到圍巖力學、支護結(jié)構(gòu)體系的原理之后進行全面的工程設(shè)計，從而可以隨時監(jiān)控系統(tǒng)的運行情況。根據(jù)新奧法的施工基本原則，在施工中需要選擇合適的支護措施以有效的抵抗結(jié)構(gòu)的變形，有效的預(yù)防巖層出現(xiàn)松動的問題，從而可以大大提升工程的質(zhì)量，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益與社會效益。

1 新奧法機理

新奧法是奧地利學者拉布西維茲首先在學術(shù)報道中所提出，是一種全新的施工方法，所以被工程界命名為新奧法。該施工方法主要是通過使用噴射混凝土與錨桿的方式來形成支護結(jié)構(gòu)，有效的預(yù)防在施工出現(xiàn)圍巖變形的問題，從而可以發(fā)揮出其較高的承載性能。它是在錨噴支護技術(shù)的基礎(chǔ)上總結(jié)提出的，與傳統(tǒng)鋼木支撐方式存在非常明顯的區(qū)別，不僅施工方式存在差別，施工理念也是不同的，是人類關(guān)于隧道施工技術(shù)的進一步研發(fā)和應(yīng)用。錨噴技術(shù)的全面發(fā)展和進步，將隧道與地下洞室的工程理論引入到現(xiàn)代工程領(lǐng)域中，給隧道領(lǐng)域的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)條件[1]。

2 高速公路隧道工程案例分析

某隧道項目左、右幅長度分別為457 m,479 m。該隧道設(shè)置在山地的區(qū)域中，其主要的組成部分是硬質(zhì)巖石。從整個工程的地質(zhì)勘察可以發(fā)現(xiàn)，其圍巖是向南西方向傾斜，角度達到70°。隧道入口的位置上存在有小型滑坡或者堆積碎石的問題，并且基層存在有5 m～10 m的風化層，強風化的問題比較嚴重。隧道的出口處于沖溝地帶中，底部為碎石土的地質(zhì)條件，并且在洞口的位置上坡度比較大。

3 高速公路隧道新奧法施工的技術(shù)方案

3.1 斷面布置的監(jiān)控量測

綜合考慮到本次工程的實際情況以及圍巖等級，該隧道工程中采用收斂量測斷面的方式來進行，同時需要將觀測斷面設(shè)置到薄弱地層中，然后在施工的過程中全面的關(guān)注巖層變形以及穩(wěn)定性等方面的問題，可以大大提升工程施工的安全性與質(zhì)量。

3.2 開挖施工作業(yè)

1)明洞與洞口段的土石方施工。在工程實施的過程中，應(yīng)用開挖機械來進行土方開挖施工，而石方則主要應(yīng)用的是非電控制爆破的方式，完成之后應(yīng)用裝載機將石渣運輸?shù)绞┕^(qū)域外部，主要是自卸汽車運輸?shù)姆绞?。明洞開挖采用的是明挖施工方法，需要應(yīng)用機械來實施分層開挖與噴錨支護施工。該隧道項目，洞口的石質(zhì)條件比較差，所以開挖施工時應(yīng)該采用上下斷面同時開挖方式來進行。根據(jù)施工工藝的要求，上斷面開挖施工的高度要控制在4 m以下，此時需要保證洞口部分開挖與正洞拱頂保持20 cm～30 cm的距離，這樣能夠保證項目實施過程中排水的需要。

2)洞口錨噴支護。洞口邊仰坡支護是暗洞進洞前的具體操作，在工程實施的過程中，應(yīng)該采用人工打眼方式架設(shè)錨桿，然后應(yīng)用注漿機進行注漿施工，并且采用人工施工方式來固定錨桿。此時應(yīng)該注意的是，鋼筋網(wǎng)的加工需要在施工現(xiàn)場內(nèi)進行，制作結(jié)束之后需要立即開始焊接與安裝。鋼筋網(wǎng)安裝完成后可以開始噴射施工，嚴格按照設(shè)計方案的要求來確定噴射厚度[2]。

3)明洞的施工作業(yè)。在開挖深度達到60 m～100 m時，可以開始明洞與暗洞的二次襯砌施工。施工的過程中，要根據(jù)先明洞后暗洞的順序來進行。

3.3 洞身開挖施工

暗洞開挖施工開始之前，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計方案的要求來實施洞口的套拱作業(yè)，在上部結(jié)構(gòu)中需要設(shè)置土帶或者片石材料，從而可以提升坡腳結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此時應(yīng)該注意的是，套拱施工必須要在暗洞超前支護施工之前就要完成。此外，暗洞開挖之前要按照設(shè)計方案的要求，使用φ89 mm的管棚實施超前支護施工，此時可以在導(dǎo)管與注漿防護的基礎(chǔ)上實施斷面開挖施工。

在該隧道項目中，上臺階環(huán)形導(dǎo)坑采用的是人工風鎬的開挖施工方法，而下臺階核心土則應(yīng)用的是人工與挖掘機協(xié)調(diào)進行的開挖方式。環(huán)形導(dǎo)坑開挖施工結(jié)束后，應(yīng)該立即開始錨噴支護施工，此時應(yīng)該達到穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，開始核心土開挖施工。

在下半斷面施工的過程中，應(yīng)該采取左右斷面開始施工的方式，并且需要確保兩個斷面保持間距為7 m～10 m。首先需要開始右半段部分的施工，然后才能開始左半斷面部分的施工。可以選擇人工風鎬方式來進行鉆眼開鑿施工，可以使用弱爆破的方式，應(yīng)用自卸車運輸石渣。在該施工方式下，每次掘進1 m～1.5 m，只要能夠達到格柵鋼架部分的施工就要該結(jié)構(gòu)安裝到規(guī)定的位置上，并且根據(jù)設(shè)計方案的要求來開始噴錨支護施工。如果施工位置上巖石地質(zhì)條件可以達到要求，應(yīng)該采取全斷面的方式實施開挖作業(yè)，此時應(yīng)該保證循環(huán)進尺3 m左右。

3.4 超前支護與初期支護

1)錨桿施工作業(yè)。中空注漿錨桿的安裝施工過程中，應(yīng)該嚴格執(zhí)行設(shè)計圖紙的要求。通常來說，錨桿孔深度需要控制在巖體錨桿50 cm以下，鉆進到設(shè)計方案要求的位置之后，通過壓縮空氣

吹凈，防止出現(xiàn)堵塞的問題。此時應(yīng)該保證風壓在2 MPa以下，并且持續(xù)4 min。注漿壓力參數(shù)的確定需要以設(shè)計方案為基礎(chǔ)，考慮到施工現(xiàn)場的具體情況之后確定。

2)鋼筋網(wǎng)的掛設(shè)。在施工現(xiàn)場利用鋼筋加工鋼筋網(wǎng)，同時再應(yīng)用人工現(xiàn)場安裝施工。鋼筋網(wǎng)的規(guī)格型號為2.0 m×2.0 m。在具體安裝施工的環(huán)節(jié)中，采用焊接的方式連接和固定，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而可以滿足工程的施工方案要求[3]。

3)加工并安裝鋼支撐。選擇Ⅴ級圍巖部分，使用型鋼作為支撐的主要結(jié)構(gòu)部分，而對于Ⅳ級圍巖則應(yīng)該應(yīng)用φ22的錨桿與φ6的鋼筋網(wǎng)共同組成加固結(jié)構(gòu)，此時的網(wǎng)格間距需要確定為20 cm×20 cm，應(yīng)用全環(huán)設(shè)置方式來進行施工。

4)混凝土噴射施工?；炷羾娚涞某跗陔A段中，采用合理的攪拌方法，根據(jù)工程的設(shè)計方案與施工技術(shù)標準來進行施工，需要保證混凝土原材料的結(jié)構(gòu)性能達到要求之后再施工。隧道開挖施工結(jié)束之后，應(yīng)該立即開始混凝土的噴射施工，防止出現(xiàn)地面松弛的情況存在，而對于噴射完成的混凝土結(jié)構(gòu)來說，需要采用灑水的方式來完成養(yǎng)護施工。

3.5 二次襯砌施工作業(yè)

該隧道工程的二次襯砌施工階段，要嚴格執(zhí)行新奧法施工的原則和技術(shù)要求。其中，低于Ⅴ級圍巖部分，必須要確保二襯施工面與掌子面的間隔距離控制在20 m以下，同時需要保證控制時間不超過一個月。而對于其他級別的圍巖來說，應(yīng)該保證支護的穩(wěn)定性滿足要求后才能開始施工。

4 結(jié)語

采用新奧法來進行高速公路隧道項目實施可以滿足安全性的要求，所以可以在大范圍內(nèi)推廣使用，從而可以促進我國高速公路隧道領(lǐng)域的發(fā)展和進步。