公路隧道工程開(kāi)挖支護(hù)的施工要點(diǎn)分析

李志林

（中交一公局第五工程有限公司，新疆 哈密 839000）

0 引言

對(duì)于公路隧道工程來(lái)說(shuō)，開(kāi)挖支護(hù)是非常重要的環(huán)節(jié)，關(guān)系到整個(gè)工程質(zhì)量的安全性和可靠性。在正式施工之前一定要安排專(zhuān)業(yè)人員去現(xiàn)場(chǎng)及周邊進(jìn)行勘察，這樣可以掌握地形、地質(zhì)、水文等環(huán)境特征，從而選擇合適的工藝技術(shù)和材料設(shè)備，進(jìn)一步確保施工方案的可行性，為施工的順利進(jìn)行提供良好的基礎(chǔ)。

1 公路隧道工程的主要特征

公路隧道工程的施工環(huán)境較為惡劣，工序復(fù)雜，對(duì)技術(shù)要求較高，施工具有很大難度。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，施工中存在許多不可預(yù)測(cè)因素，尤其是施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)環(huán)境會(huì)直接影響施工活動(dòng)的進(jìn)度和安全等。在正式施工之前若沒(méi)有準(zhǔn)確掌握施工現(xiàn)場(chǎng)及周?chē)牡刭|(zhì)環(huán)境和水文特征等，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)瓦斯或泥石流等不良地質(zhì)情況，也就不能制定出合理有效的應(yīng)對(duì)措施，會(huì)存在很大的安全隱患[1]。

第二，公路隧道工程實(shí)際施工中會(huì)對(duì)原來(lái)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成不同程度的影響，同時(shí)，工作人員很難對(duì)地質(zhì)變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，會(huì)加大塌方情況的發(fā)生。

第三，隧道工程的施工區(qū)域一般都在地下，隱蔽性非常強(qiáng)，各個(gè)施工工序之間具有密切聯(lián)系，前面的施工內(nèi)容會(huì)被后面的施工覆蓋，工作人員很難發(fā)現(xiàn)隱蔽問(wèn)題，容易留下隱患，影響工程質(zhì)量，進(jìn)而威脅到人們的安全。

2 公路隧道工程開(kāi)挖的施工要點(diǎn)

2.1 公路隧道全斷面開(kāi)挖施工技術(shù)

在公路隧道工程施工中，工作人員要綜合分析現(xiàn)場(chǎng)情況，根據(jù)工程要求，順著隧道巷道的設(shè)計(jì)開(kāi)挖斷面、操作鉆孔車(chē)等機(jī)械設(shè)備。同時(shí)，要在隧道施工區(qū)域內(nèi)進(jìn)行鉆孔工作以及單次的爆破成型，然后把鉆孔車(chē)等機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)移到隧道開(kāi)挖面，經(jīng)過(guò)多次施工后建立支護(hù)結(jié)構(gòu)，完成隧道二次筑模襯砌作業(yè)，這樣能夠建立起穩(wěn)定的公路隧道支護(hù)體系。工作人員在使用全斷面開(kāi)挖施工技術(shù)時(shí)，一定要充分掌握現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇合適的護(hù)板全斷面、掘進(jìn)機(jī)護(hù)板全斷面等公路隧道開(kāi)挖方法。同時(shí)，要制定科學(xué)完善的施工流程，按照技術(shù)要點(diǎn)和操作要求規(guī)范進(jìn)行，以此保證工作效率和質(zhì)量。

另外，在進(jìn)行隧道開(kāi)挖施工時(shí)如果使用鉆孔爆破方法，一定要做好安全防護(hù)措施，在正式爆破之前要清場(chǎng)，保證人員、材料、設(shè)備等的安全，必要時(shí)可以在隧道的圍巖上面鋪設(shè)防水隔離層。在進(jìn)行二次筑模襯砌施工中，為了加快施工進(jìn)度，可以進(jìn)行混凝土初噴、復(fù)噴作業(yè)。此外，等隧道開(kāi)挖到合理距離之后，可以同時(shí)進(jìn)行混凝土鋪底施工[2]。

2.2 臺(tái)階法

2.2.1 長(zhǎng)臺(tái)階法

在公路隧道施工中經(jīng)常用到長(zhǎng)臺(tái)階法，這項(xiàng)技術(shù)開(kāi)挖作業(yè)面積較小，開(kāi)挖參數(shù)可以有效提升施工面的科學(xué)性，一般來(lái)講是用于Ⅰ～Ⅲ圍巖中。在實(shí)際應(yīng)用中工作人員要全面分析臺(tái)階的長(zhǎng)度，通常要小于100m。

2.2.2 短臺(tái)階法

Ⅴ級(jí)的圍巖會(huì)在風(fēng)化和化學(xué)成分等作用下被侵蝕，會(huì)破壞圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，甚至影響公路整體質(zhì)量，降低使用壽命。在公路隧道隧洞的開(kāi)挖施工中，為了降低影響，可以合理應(yīng)用短臺(tái)階法。在實(shí)際施工中工作人員要嚴(yán)格管控高度和長(zhǎng)度，一般高度在3m左右，長(zhǎng)度在5m 左右。另外，為了提高工作效率，提升施工進(jìn)度，進(jìn)尺通常設(shè)置是1m。此外，在開(kāi)挖任務(wù)完成后，非常容易出現(xiàn)上臺(tái)階懸空問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致臺(tái)階垮塌，為了避免發(fā)生此類(lèi)情況，工作人員要盡量減少對(duì)上臺(tái)階載荷的施壓[3]。

2.3 分部開(kāi)挖法

分部開(kāi)挖法本質(zhì)上是臺(tái)階法的細(xì)化，一般是再次劃分巷道斷面的設(shè)計(jì)圖，將其分成幾大部分，再開(kāi)展二次及以上的開(kāi)挖，最終實(shí)現(xiàn)巷道設(shè)計(jì)開(kāi)挖斷面的一種加快施工進(jìn)度的效果。在實(shí)際工程中，相關(guān)人員要綜合分析施工現(xiàn)場(chǎng)及周邊環(huán)境特征，并結(jié)合施工的情況，進(jìn)行開(kāi)挖方法的選擇。對(duì)于大跨度隧道開(kāi)挖作業(yè)，地層大多比較松軟，穩(wěn)定性比較差，為了避免破壞隧道，可以使用側(cè)壁導(dǎo)坑法開(kāi)展開(kāi)挖作業(yè)。另外，工作人員要合理放置支撐架，開(kāi)挖作業(yè)一般要沿坑道進(jìn)行，在襯砌的作用下對(duì)核心部位進(jìn)行開(kāi)挖。為了進(jìn)一步保證開(kāi)挖作業(yè)的安全性，在正式施工之前工作人員可以修筑仰拱[4]。

2.4 CRD 施工法

CRD 施工法屬于交叉中隔墻法，主要應(yīng)用在軟弱地層的公路隧道工程中，能夠解決地表沉陷問(wèn)題。但造價(jià)比較高，會(huì)加大企業(yè)的成本支出，一般只用在膨脹土地層或者具有較大開(kāi)挖跨度和對(duì)圍巖沉降變形控制要求高的施工中。在實(shí)際應(yīng)用中要遵守小分部、短臺(tái)階、短循環(huán)、快封閉的原則，按照從上到下的順序?qū)⑺淼婪指畛蓧K，等塊成環(huán)后再正式施工，在施工中需要注意做好初期支護(hù)措施。另外，選擇CRD 施工法時(shí)工作人員要提前留出核心土，對(duì)大斷面隧道進(jìn)行分割，將其劃分成4 個(gè)獨(dú)立小洞室。

同時(shí)，當(dāng)沉降和收斂穩(wěn)定初期支護(hù)結(jié)構(gòu)拱頂后，工作人員要將初期結(jié)構(gòu)中臨時(shí)搭建的仰拱、隔壁墻等拆除干凈，一般需要從上到下進(jìn)行，等完成之后再開(kāi)展下一步工序。此外，在開(kāi)挖作業(yè)中使用CRD 法各流程都是封閉成環(huán)的，涵蓋了臺(tái)階法與雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的優(yōu)勢(shì)，尤其是在提高圍巖穩(wěn)定性方面具有突出貢獻(xiàn)，有利于進(jìn)一步保障施工的安全[5]。

3 公路隧道工程支護(hù)施工要點(diǎn)

3.1 錨桿施工技術(shù)要點(diǎn)

在公路隧道工程施工中錨桿支護(hù)非常重要，關(guān)系到隧道坑道穩(wěn)定性，在開(kāi)挖之后工作人員要馬上安排錨桿的安設(shè)施工。在處理完成之后要調(diào)整錨桿的桿件，使其保持直線(xiàn)。制作好錨桿之后要綜合分析施工區(qū)域的地質(zhì)特征和巖層情況，最終確定錨桿位置。對(duì)公路隧道工程來(lái)說(shuō)，地質(zhì)條件較為復(fù)雜，為了有效發(fā)揮出錨桿優(yōu)勢(shì)，一定要連接好錨桿和巖層面。等結(jié)束錨桿布置安裝工序之后要在錨桿端部進(jìn)行墊板的設(shè)置，是錨桿和混凝土能否連接的關(guān)鍵。在實(shí)際施工中，工作人員要嚴(yán)格控制墊板的安裝質(zhì)量，使墊板和巖層表面能夠緊密接觸。擰緊墊板螺絲后還要把多余的錨桿切除掉，同時(shí)合理封堵螺絲處，使其表面保持整潔，這樣能夠更好地做好防水板的敷設(shè)[6]。

3.2 鋼架和大拱腳鋼架支護(hù)施工要點(diǎn)

在公路隧道工程開(kāi)挖支護(hù)中常會(huì)用到鋼架和大拱腳鋼架支護(hù)施工技術(shù)，在實(shí)際施工中要注意以下幾方面：

第一，制定科學(xué)完善的大拱腳鋼架設(shè)計(jì)方案。在施工中若是使用正臺(tái)階法來(lái)破碎處理圍巖，要注意控制上臺(tái)階拱腳處的高度和寬度，這樣在開(kāi)挖下臺(tái)階時(shí)可以提高上臺(tái)階的穩(wěn)定性。一般而言，上臺(tái)階開(kāi)挖完成之后開(kāi)始修鑿大拱腳，通常選擇風(fēng)鎬人工方法。

第二，在大拱腳施工過(guò)程中工作人員要全面分析施工現(xiàn)場(chǎng)的情況和工程質(zhì)量要求，進(jìn)而制定合理的支護(hù)方案。一般來(lái)說(shuō)，大拱腳鋼架支護(hù)技術(shù)應(yīng)用于具有較強(qiáng)穩(wěn)定性的地質(zhì)環(huán)境中。若是用在薄層頁(yè)巖等地質(zhì)狀況較差的環(huán)境中很難發(fā)揮出技術(shù)優(yōu)勢(shì)。究其原因是在開(kāi)挖上臺(tái)階之后，必須給大拱腳留出適量時(shí)間來(lái)進(jìn)行修鑿，如果不能及時(shí)支護(hù)，會(huì)影響圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，很可能導(dǎo)致坍塌事故。另外，為了提高軟弱圍巖支護(hù)效果，工作人員一般會(huì)套用此支護(hù)技術(shù)，若是不能合理使用會(huì)造成材料大量損耗，甚至引發(fā)安全事故。因此，在施工圖紙的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)相關(guān)部門(mén)一定要加大審核力度，確保科學(xué)可靠。

第三，在鋼架支護(hù)施工過(guò)程中，要嚴(yán)格控制鋼架的各節(jié)下料分節(jié)的規(guī)格、大小，確保滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，連接板上要做好每節(jié)兩端焊接，并將連接節(jié)點(diǎn)之間的連接板用螺栓緊緊固定住。另外，工作人員要準(zhǔn)確把握內(nèi)輪廓的尺寸，提前考慮好沉降量。對(duì)于圍巖與鋼架間的空隙，可以使用混凝土進(jìn)行填充，這樣能夠讓支護(hù)和圍巖結(jié)構(gòu)緊密貼合起來(lái)，進(jìn)而提高圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此外，要將兩排鋼架連接起來(lái)，可以選擇縱向鋼筋方式，間距一般為1m，可以保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.3 鋼筋網(wǎng)支護(hù)

在制作鋼筋網(wǎng)時(shí)工作人員要認(rèn)真檢測(cè)鋼筋材料的規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量、質(zhì)量等，使其滿(mǎn)足工程的標(biāo)準(zhǔn)要求。等鋼筋網(wǎng)制好后還需要仔細(xì)檢測(cè)其質(zhì)量，避免出現(xiàn)銹蝕問(wèn)題，然后在鋼筋棚里進(jìn)行綁扎。在鋼筋網(wǎng)支護(hù)施工中，要提前做好大片的鋼筋網(wǎng)，等安好錨桿后再鋪裝鋼筋網(wǎng)。同時(shí)，要遵守隨高就低的原則，緊挨初噴面安好鋼筋網(wǎng)，若是有鋼支撐，可把鋼筋網(wǎng)放到兩邊榀鋼外弧，然后開(kāi)展點(diǎn)焊操作，若是沒(méi)有鋼支撐，需要利用沖擊孔進(jìn)行打淺孔，并埋設(shè)膨脹螺栓，然后在膨脹螺栓上固定好鋼筋網(wǎng)，最后在錨桿尾部開(kāi)展點(diǎn)焊固定。

3.4 超前小導(dǎo)管施工技術(shù)

在公路隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工中常用到超前小導(dǎo)管施工技術(shù)，是對(duì)無(wú)縫鋼管進(jìn)行處理，使其變?yōu)樾?dǎo)管，再開(kāi)始安裝，并用水泥漿液來(lái)填充圍巖孔隙，這樣開(kāi)挖完成之后可以使隧道開(kāi)挖面與圍巖層構(gòu)成一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體。另外，在具體應(yīng)用中工作人員一定要準(zhǔn)確把握注漿流程。在對(duì)小導(dǎo)管進(jìn)行安裝時(shí)，先用砂漿填充導(dǎo)管，這樣可以建立鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。如果未經(jīng)過(guò)注漿就安裝小導(dǎo)管，很難充分發(fā)揮出這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，而且在開(kāi)挖過(guò)程中非常容易出現(xiàn)圍巖松垮情況，很可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

3.5 噴射混凝土施工技術(shù)

在公路隧道工程施工中如果選擇噴射混凝土技術(shù)，一定要在隧道開(kāi)挖完成之后立即噴射混凝土，確保開(kāi)挖面的圍巖處在封閉環(huán)境中，這樣可以避免出現(xiàn)風(fēng)化，能夠提高圍巖的穩(wěn)定性。另外，噴射完混凝土之后要馬上按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求規(guī)范開(kāi)展養(yǎng)護(hù)施工，以此保證支護(hù)效果。此外，在施工中要選擇木板、棉板等來(lái)遮蓋或填充圍巖的凹面，提高開(kāi)挖面的平整度。

4 公路隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工建議

在交通系統(tǒng)中公路隧道工程是非常重要的組成部分，其工程質(zhì)量直接關(guān)系到人們出行的安全和便利。為了保證施工活動(dòng)的順利進(jìn)行，要采取科學(xué)合理的開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)，這樣可以提高隧道圍巖的穩(wěn)定性，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。為了充分發(fā)揮出各項(xiàng)技術(shù)的作用，要根據(jù)工程情況制定完善的施工方案，并規(guī)范操作。具體而言，要注意以下幾方面。

4.1 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的隧道開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)設(shè)計(jì)理念

現(xiàn)階段，在我國(guó)公路隧道工程中經(jīng)常用到開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)，從一定程度上保障了施工的安全，但依然存在許多問(wèn)題，相關(guān)部門(mén)人員要加強(qiáng)研究，不斷優(yōu)化，最終解決問(wèn)題。隨著我國(guó)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)施工活動(dòng)提出了更高的要求，需要積極學(xué)習(xí)并引入新型的開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)，使其向著科學(xué)和系統(tǒng)的方向良好發(fā)展。為了緊跟時(shí)代發(fā)展步伐，滿(mǎn)足行業(yè)需求，相關(guān)管理人員一定要從思想上進(jìn)行轉(zhuǎn)變，舍棄傳統(tǒng)落后的理念，認(rèn)真學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)理論和思想，將其靈活運(yùn)用到施工設(shè)計(jì)中，提升方案內(nèi)容的科學(xué)性和可行性。同時(shí)，要想確保開(kāi)挖支護(hù)施工良好進(jìn)行，要推行動(dòng)態(tài)化監(jiān)管。

4.2 保證支護(hù)材料的可靠性

目前市面上支護(hù)材料多種多樣，質(zhì)量水平有一定的差異，為了保證支護(hù)效果，相關(guān)人員要認(rèn)真檢查各類(lèi)材料的數(shù)量、外觀、規(guī)格、型號(hào)等，確保滿(mǎn)足工程標(biāo)準(zhǔn)要求。另外，要從采購(gòu)環(huán)節(jié)抓起，對(duì)供貨商的資質(zhì)、信譽(yù)、質(zhì)量合格證書(shū)等進(jìn)行調(diào)查，確保其提供的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)。此外，支護(hù)材料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后，相關(guān)負(fù)責(zé)人員要選擇合適的位置來(lái)保存，避免因保管不當(dāng)而影響材料的性能。

4.3 施工現(xiàn)場(chǎng)管理

在公路隧道工程中為了維持施工現(xiàn)場(chǎng)秩序，保證施工人員的安全，一定要做好現(xiàn)場(chǎng)管理工作，為各項(xiàng)施工活動(dòng)地順利展開(kāi)提供良好的環(huán)境。同時(shí)，要采取有效措施將有粉塵、有害氣體及時(shí)排到隧道外面，保證內(nèi)部的空氣質(zhì)量，這樣可以降低對(duì)施工人員的傷害，而且能夠提高工作效率。

4.4 加強(qiáng)監(jiān)管施工全過(guò)程

在開(kāi)展隧道支護(hù)施工中會(huì)用到許多材料和技術(shù)，而且混凝土質(zhì)量會(huì)受配比影響，鋼架質(zhì)量也和安裝流程具有很大關(guān)系。因此，為了取得良好的支護(hù)效果，相關(guān)部門(mén)一定要加大對(duì)施工全過(guò)程的監(jiān)管，使各道工序能夠規(guī)范進(jìn)行。另外，要制定完善的監(jiān)管制度，并全面落實(shí)到位。此外，對(duì)于關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，要安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)監(jiān)管，這樣一旦施工人員的操作行為不正確，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并指導(dǎo)，從而第一時(shí)間解決，防止問(wèn)題的擴(kuò)大，避免嚴(yán)重后果的發(fā)生。

5 結(jié)語(yǔ)

在公路隧道工程施工中，要針對(duì)施工環(huán)境較為惡劣、工序復(fù)雜、對(duì)技術(shù)要求較高等特點(diǎn)，綜合分析工程和現(xiàn)場(chǎng)情況，注重施工要點(diǎn)的有效控制，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的隧道開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)設(shè)計(jì)理念，保證支護(hù)材料的可靠性，做好施工現(xiàn)場(chǎng)管理，加強(qiáng)施工全過(guò)程的監(jiān)管，確保規(guī)范施工，保證支護(hù)的穩(wěn)定性。