隧道工程施工中的超前支護(hù)施工技術(shù)

雷承海

摘 要：在隧道工程修筑中，超前支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用有利于提升工程穩(wěn)固性，因此目前此種技術(shù)已在隧道工程施工中得到了廣泛應(yīng)用。為增強(qiáng)對(duì)隧道工程中超前支護(hù)施工技術(shù)的了解，文章從地質(zhì)勘察工作的闡述入手，分析了隧道工程中超前支護(hù)施工技術(shù)的施工工藝，而對(duì)超前支護(hù)施工技術(shù)在隧道洞口以及隧道洞身兩個(gè)方面的應(yīng)用展開了分析，希望可為隧道工程的優(yōu)化開展提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：隧道工程;超前支護(hù);地質(zhì)勘查;施工技術(shù)

0 引言

隧道工程是山區(qū)道路施工中的常見工程，為保障邊坡穩(wěn)固性，需要應(yīng)用支護(hù)設(shè)計(jì)與施工防止滑坡問(wèn)題出現(xiàn)。超前支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)，需通過(guò)有效的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)與隧道的有機(jī)結(jié)合。然而受到地質(zhì)條件、支護(hù)結(jié)構(gòu)以及施工現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境的影響，支護(hù)效果難以保證。因而需要合理進(jìn)行超前支護(hù)施工技術(shù)的優(yōu)化，從而將之在邊坡穩(wěn)定性提升方面的應(yīng)用價(jià)值展現(xiàn)出來(lái)。

1 隧道施工前期的地質(zhì)勘查

隧道工程常是在復(fù)雜性地理?xiàng)l件下進(jìn)行施工，因而對(duì)施工技術(shù)的要求相對(duì)嚴(yán)格，必須于施工前進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察。地質(zhì)勘察的開展價(jià)值表現(xiàn)在幾下兩方面：

1.1 避免洞口坍塌事故發(fā)生

若是隧道工程于黃土質(zhì)地理?xiàng)l件下施工，因此種地質(zhì)結(jié)構(gòu)松散性較強(qiáng)因而邊坡難以保持穩(wěn)定。若是黃土淺埋段高于1 km，并且斷面較寬，隧道挖掘面積高于100 m2，則必須應(yīng)用超前支護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行邊坡加固，否則受到上部較大的壓力作用影響會(huì)使黃土被水浸濕，進(jìn)而會(huì)出現(xiàn)沉陷問(wèn)題。自然水在遭遇局部隔水層阻滯的前提下仍可繼續(xù)滲入，會(huì)破壞圍巖的穩(wěn)定性。因此在隧道洞口施工時(shí)，必然要通過(guò)超前支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用而防止洞口坍塌事故的出現(xiàn)。

1.2 可為施工準(zhǔn)備提供依據(jù)

隧道洞口施工前準(zhǔn)備工作是否充足，也是是否會(huì)出現(xiàn)坍塌事故的關(guān)鍵因素。采用明挖方式時(shí)，可根據(jù)勘察所收集的資料而進(jìn)行有效支護(hù)措施的選擇，且可與管棚施工進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用，從而使明洞的穩(wěn)定性進(jìn)一步提升。在挖掘隧道時(shí)，也可以勘察結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行洞身的有效支護(hù)，可利用草簽的方式取得理想的支護(hù)成效。二次襯砌施工時(shí)，可在首次襯砌基礎(chǔ)上有效避免滲漏問(wèn)題出現(xiàn)，提升預(yù)留洞的美觀性，做好隧道路面的平整處理，從而增強(qiáng)巖層的穩(wěn)定性效果。

2 隧道工程中超前支護(hù)的施工工藝分析

2.1 施工前的準(zhǔn)備

超前支護(hù)施工開始前應(yīng)合理進(jìn)行施工機(jī)械設(shè)備的選擇與準(zhǔn)備。且挖掘時(shí)需預(yù)留出明洞至管棚位置之間的操作平臺(tái)，應(yīng)確保管棚施工中的鋼筋及鋼管材料的力學(xué)性能符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)加強(qiáng)材料進(jìn)場(chǎng)前的質(zhì)量檢驗(yàn)工作。既要進(jìn)行材料的抗拉性能檢測(cè)，也要對(duì)其屈服度以及延伸率進(jìn)行測(cè)定，還需通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定這些材料的工藝性能，以確保所應(yīng)用的鋼管及鋼筋質(zhì)量均可達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的材料應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 隧道管棚導(dǎo)向墻施工

修建隧道管棚導(dǎo)向墻時(shí)需要應(yīng)用尺寸為2.0 m×0.7 m的混凝土護(hù)拱，需將套拱設(shè)置于明洞的襯砌外側(cè)，且應(yīng)確保其在輪廓線之外，緊密粘貼于隧道洞口的仰坡面之上?？稍谔坠皟?nèi)部利用工字鋼拱架進(jìn)行環(huán)向支撐的設(shè)置，且鋼架外緣所應(yīng)用的應(yīng)為直徑為13.3 cm、厚為6 cm的鋼管材料，需采用焊接方式進(jìn)行鋼管與拱架的連接，采用對(duì)外的導(dǎo)向管插角方式可使之發(fā)揮出控制作用?？刹捎闷囱b法進(jìn)行導(dǎo)向墻立模的頂模處木模板的拼裝，利用原層作為邊模及底模的模板。

2.3 鉆機(jī)作業(yè)平臺(tái)搭設(shè)施工

應(yīng)利用腳手管、采用從上至下、先兩邊后中間的原則進(jìn)行鉆機(jī)作業(yè)平臺(tái)的搭設(shè)施工。應(yīng)確保腳手管的穩(wěn)固發(fā)生連接，以免鉆孔作業(yè)時(shí)因腳手管連接不夠牢固而使鉆機(jī)出現(xiàn)擺動(dòng)問(wèn)題，這會(huì)對(duì)鉆孔的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。

2.4 鉆孔施工

應(yīng)利用潛孔鉆機(jī)作為孔洞鉆進(jìn)設(shè)備，并應(yīng)對(duì)鉆機(jī)立軸位置進(jìn)行明確，并采取嚴(yán)格的控制措施，以免鉆機(jī)作業(yè)時(shí)出現(xiàn)孔洞位置偏差問(wèn)題，從而保證鉆孔質(zhì)量?？锥淬@進(jìn)之前，應(yīng)利用測(cè)斜儀精準(zhǔn)進(jìn)行鉆進(jìn)角度的測(cè)量，并于測(cè)量過(guò)程中密切進(jìn)行測(cè)量結(jié)果的觀察，一旦出現(xiàn)偏斜問(wèn)題應(yīng)立即糾正。孔洞的鉆進(jìn)直徑通常應(yīng)介于12 cm～12.7 cm之間，深度不可高于5 cm。

2.5 清理鉆孔、檢驗(yàn)鉆孔深度及質(zhì)量

鉆孔完成后，應(yīng)立即進(jìn)行孔洞內(nèi)雜物的清理，并應(yīng)測(cè)量其鉆進(jìn)深度是否符合設(shè)計(jì)要求，若已達(dá)標(biāo)還應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)鉆孔質(zhì)量，確保深度及質(zhì)量均符合標(biāo)準(zhǔn)后便可進(jìn)入管棚安裝施工階段。

2.6 管棚施工

通常是利用直徑為10.8 cm的熱軋無(wú)縫鋼管作為管棚的制作材料，且應(yīng)于管壁之上進(jìn)行梅花型打孔，孔洞之間的鉆進(jìn)距離應(yīng)以15 cm為宜，且鉆孔直徑應(yīng)為1.2 cm，且應(yīng)于鉆孔的尾部預(yù)留出0.35 cm的位置，不可于此處進(jìn)行鉆孔，可利用其進(jìn)行灌漿的中止控制。

2.7 鋼管頂入施工

鋼管頂入施工時(shí)既可采用人工施工法，也可利用機(jī)械設(shè)備，應(yīng)利用長(zhǎng)15 cm的絲扣作為鋼管頭處的連接物。鋼管結(jié)構(gòu)之間的距離應(yīng)高于1 m。且一側(cè)斷面之上的鋼管接頭數(shù)應(yīng)控制在縱向接頭數(shù)的50%之內(nèi)。

2.8 注漿施工

注漿施工前應(yīng)按照設(shè)計(jì)配比進(jìn)行水泥砂漿的調(diào)配，并可利用機(jī)械注漿方式將之灌入到鉆好的孔洞之中。應(yīng)在注漿開始前先進(jìn)行注漿試驗(yàn)，將注漿壓力控制在2 MPa之上。

3 隧道工程中超前支護(hù)施工技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 在隧道洞口施工中的應(yīng)用

可利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行隧道洞口的土方挖掘。施工前應(yīng)先進(jìn)行截水溝的設(shè)置，以便于積水的有效排出。同時(shí)，應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)分析，了解圍巖結(jié)構(gòu)，可利用專用儀器進(jìn)行圍巖結(jié)構(gòu)的探測(cè)，而后結(jié)合勘測(cè)到的地質(zhì)及圍巖結(jié)構(gòu)的信息而進(jìn)行洞口土方挖掘方案的制定，從而為土方開挖工作提供詳細(xì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。洞口施工中應(yīng)利用超前支護(hù)技術(shù)做好支護(hù)防御，以免因地質(zhì)條件或水文環(huán)境的影響而使施工中出現(xiàn)洞口坍塌事故。在施工中應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工的整個(gè)過(guò)程，嚴(yán)格進(jìn)行各項(xiàng)施工中的數(shù)據(jù)測(cè)量，測(cè)量隧道拱頂時(shí)，也應(yīng)合理進(jìn)行鋼支撐的應(yīng)用與控制，以免拱頂出現(xiàn)沉陷問(wèn)題。

3.2 在隧道洞身開挖施工中的應(yīng)用

掘進(jìn)隧道洞身時(shí)，應(yīng)開展全面的施工監(jiān)測(cè)，并做好技術(shù)指導(dǎo)，從而使洞身挖掘保持良好的穩(wěn)定性。通常應(yīng)以圍巖中心作為隧道洞身的開挖處，可采用輕微爆破進(jìn)行圍巖的炸開，且應(yīng)根據(jù)超前支護(hù)施工原則而進(jìn)行支護(hù)穩(wěn)固性的提升。

3.2.1 加強(qiáng)管棚及圍巖結(jié)構(gòu)的支護(hù)

對(duì)管棚進(jìn)行超前支護(hù)施工時(shí)，應(yīng)著重進(jìn)行下部挖掘時(shí)的支護(hù)效果提升?？衫贸叽鐬?×25 cm的中空錨桿作為施工工具，并將之設(shè)置為梅花形。圍巖封閉時(shí)，應(yīng)利用鋼拱及掛網(wǎng)進(jìn)行圍巖結(jié)構(gòu)的支撐。需要分層進(jìn)行混凝土的噴射，并要對(duì)噴射厚度進(jìn)行合理的控制，以使之與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符。巖層支護(hù)時(shí)，也可采用分層方式進(jìn)行混凝土材料噴涂，且厚度應(yīng)以25 cm為宜。

3.2.2 做好隧道支護(hù)中的排水設(shè)置

隧道洞身支護(hù)施工時(shí)，做好排水設(shè)置極為關(guān)鍵，可利用排水濾層以及橫向排水管的合理設(shè)置將隧道中的水流引入盲溝，從而達(dá)到排水效果。盲溝便是排水溝的外層，可應(yīng)固定于噴錨層之上。可利用土工布進(jìn)行襯砌層背部防水卷材及襯砌層的隔離，從而可于排水時(shí)發(fā)揮出一定的緩沖效果?；炷敛牧鲜嵌我r砌時(shí)的主要原料，可利用輸送泵進(jìn)行混凝土材料的泵送。應(yīng)嚴(yán)格遵循施工環(huán)節(jié)進(jìn)行各項(xiàng)工序的開展，以免隧道工程施工中因道路不夠通暢而影響施工進(jìn)度。

4 結(jié)語(yǔ)

隧道工程施工中邊坡的挖掘易出現(xiàn)滑坡問(wèn)題，因此需要應(yīng)用超前支護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行坡面加固，以使之得到穩(wěn)固支撐。由于超前支護(hù)施工工序復(fù)雜、施工難度高，因而在具體施工中應(yīng)嚴(yán)格遵循施工工藝流程而開展，且應(yīng)保證各施工環(huán)節(jié)中施工技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，以便于發(fā)揮出超前施工技術(shù)在洞口及洞身挖掘中的支護(hù)效果，從而保證隧道工程施工的高效且優(yōu)質(zhì)開展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊飛隆.道路隧道工程中的超前支護(hù)施工技術(shù)探討[J].黑龍江交通科技，2020，43（2）：146-147.

[2]劉清源，李林.道路隧道工程中超前支護(hù)施工技術(shù)的運(yùn)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（34）：673.