淺談公路隧道新奧法施工技術(shù)與管理

李軍濤

摘 要：新奧法是奧地利的拉布西維茲教授等人由巖石力學(xué)觀點(diǎn)入手而指出的一項(xiàng)施工方法，其是用噴射混凝土與錨桿當(dāng)主要支護(hù)舉措，把經(jīng)驗(yàn)、量測(cè)與理論相融合，構(gòu)成的一項(xiàng)隧道工程新方法，是當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)廣泛運(yùn)用之動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)施工技術(shù)手段。本文由分析公路隧道新奧法的主要施工順序入手，主要對(duì)新奧法在公路隧道施工技術(shù)與管理方面的運(yùn)用進(jìn)行了一番淺析。以期能給大家?guī)?lái)一些幫助。

關(guān)鍵詞：公路隧道 新奧法 施工 技術(shù) 管理

中圖分類號(hào)：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（a）-0169-02

新奧法是奧地利的拉布西維茲教授等人由巖石力學(xué)觀點(diǎn)入手而指出的一項(xiàng)施工方法，其是用噴射混凝土與錨桿當(dāng)主要支護(hù)舉措，把經(jīng)驗(yàn)、量測(cè)與理論相融合，構(gòu)成的一項(xiàng)隧道工程新方法，是當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)廣泛運(yùn)用之動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)施工技術(shù)手段。[1]伴隨公路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)方法的進(jìn)一步改進(jìn)、隧道支護(hù)技術(shù)的不斷完善以及設(shè)計(jì)技術(shù)的逐步更新，新奧法隧道設(shè)計(jì)施工技術(shù)在公路隧道建設(shè)中獲得愈來(lái)愈廣泛的運(yùn)用，業(yè)已成了在松軟破碎圍巖區(qū)域修筑公路隧道的最基本的技術(shù)。

1 公路隧道新奧法的主要施工順序

新奧法的主要施工順序可簡(jiǎn)單地概括為：洞身開(kāi)挖作業(yè)→初期（柔性）支護(hù)作業(yè)→二次襯砌支護(hù)作業(yè)。施工順序如圖1所示。

具體內(nèi)容如以下幾點(diǎn)。

（1）洞身開(kāi)挖作業(yè)。

洞身開(kāi)挖作業(yè)依次包含：鉆眼作業(yè)、裝炸藥環(huán)節(jié)、爆破環(huán)節(jié)、通風(fēng)環(huán)節(jié)、清除出殘?jiān)^(guò)程等。開(kāi)挖工作同初次支護(hù)工作要交叉實(shí)施，為確保圍巖本身支撐力量，初次支護(hù)工作要盡快實(shí)施。為了有效運(yùn)用圍巖的本身支撐力量，開(kāi)挖要運(yùn)用挖掘機(jī)械，并且盡可能實(shí)施全斷面開(kāi)挖，遭遇地質(zhì)環(huán)境差的狀況能夠?qū)嵤┓謮K屢次開(kāi)挖。每次開(kāi)挖長(zhǎng)度要結(jié)合巖質(zhì)環(huán)境與開(kāi)挖模式來(lái)確定。若巖質(zhì)環(huán)境較好，開(kāi)挖長(zhǎng)度能夠大些，若巖質(zhì)環(huán)境較差，則開(kāi)挖長(zhǎng)度能夠小些，在同等巖質(zhì)環(huán)境狀況下，分塊屢次開(kāi)挖長(zhǎng)度能夠大些，整個(gè)斷面開(kāi)挖長(zhǎng)度則應(yīng)小些。[2]一般在中硬巖環(huán)境狀況長(zhǎng)度大概為2～2.5 m；在膨脹性地層環(huán)境狀況長(zhǎng)度大概為0.8～1 m。

（2）初期支護(hù)作業(yè)。

主要依次包含：首次噴射混凝土作業(yè)、打設(shè)錨桿環(huán)節(jié)、掛鋼筋網(wǎng)片環(huán)節(jié)、架立鋼架（預(yù)防拱頂出現(xiàn)坍塌）或格柵拱架、復(fù)噴混凝土作業(yè)等。

開(kāi)挖作業(yè)完工后，要迅速噴射4～6 cm厚混凝土，首次噴射混凝土之時(shí)間愈早愈好，于1/2圍巖自行穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)完工合適。能在開(kāi)挖之渣堆上實(shí)施，先首噴，后清除出殘?jiān)?，以?zhēng)取首噴時(shí)間。

為了讓圍巖構(gòu)成一定厚度之承載拱，要依據(jù)一定距離打設(shè)系統(tǒng)錨桿，同深層圍巖一同受力，掛鋼筋網(wǎng)片，立鋼架抑或格柵拱架架立之后，重新噴混凝土，把錨桿、鋼筋網(wǎng)片、拱架等均裹進(jìn)重新噴的混凝土內(nèi)。

初期支護(hù)即柔性支護(hù)，同圍巖密實(shí)粘結(jié)同時(shí)許可存在一定程度之可縮性，許可其同圍巖存在一定程度之協(xié)調(diào)變形，用來(lái)釋放圍巖應(yīng)力重分配出現(xiàn)的超大集中應(yīng)力，并且于圍巖中構(gòu)成一定空間之塑性變形區(qū)，初期支護(hù)在同圍巖一起變形中得到壓縮，對(duì)圍巖發(fā)生更大的支護(hù)反力，也讓圍巖之本身承受能力獲得有效發(fā)揮?？梢砸种茋鷰r出現(xiàn)超大變形，切實(shí)控制圍巖塑性區(qū)適量發(fā)展，避免圍巖產(chǎn)生松動(dòng)破壞。

（3）二次襯砌支護(hù)作業(yè)。

主要依次包括：布設(shè)防水層過(guò)程、鋼筋制安環(huán)節(jié)、模筑二襯混凝土作業(yè)等。初次支護(hù)之后，在圍巖變形達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，實(shí)施二次支護(hù)及封底，也就是永久性支護(hù)。使之達(dá)到提升安全性與全部支護(hù)承載力增大之功效，支護(hù)時(shí)機(jī)由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲得。針對(duì)底板不平穩(wěn)，底鼓變形較大，自然會(huì)導(dǎo)致側(cè)墻與頂部支護(hù)的活動(dòng)，因此要盡早封底，構(gòu)成封閉模式的支護(hù)，以圖圍巖穩(wěn)定。

2 公路隧道新奧法施工的基本要點(diǎn)

主要包括如下幾點(diǎn)。

（1）嚴(yán)格貫徹落實(shí)公路隧道施工的“十八字”方針。[3]即“管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”。

（2）巖體屬于公路隧道結(jié)構(gòu)體系中之重要承載單元之一，公路隧道施工中一定要有效保護(hù)巖體，盡量實(shí)施大斷面抑或大斷面開(kāi)挖，以減輕對(duì)圍巖之?dāng)_動(dòng)。防止過(guò)度破壞巖體強(qiáng)度。所以，施工過(guò)程中斷面不適合過(guò)多分塊，開(kāi)挖要運(yùn)用光面爆破技術(shù)抑或預(yù)裂爆破技術(shù)抑或采用機(jī)械掘進(jìn)技術(shù)。

（3）注重監(jiān)控量測(cè)工作，在施工作業(yè)中借助監(jiān)控量測(cè)，對(duì)圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)作用狀況實(shí)施監(jiān)測(cè)。對(duì)于二次襯砌，原則來(lái)講是于圍巖同初期支護(hù)變形處于穩(wěn)定的環(huán)境下實(shí)施，圍巖同支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)成整體，進(jìn)而提升支護(hù)體系之安全度。借助施工過(guò)程中針對(duì)圍巖與支護(hù)之動(dòng)態(tài)量測(cè)，用監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)變更，修正設(shè)計(jì)參數(shù)，科學(xué)安排施工程序，強(qiáng)化日常施工管理，以正確指導(dǎo)下一步驟的施工。

（4）結(jié)合圍巖實(shí)際特點(diǎn)運(yùn)用不盡相同的支護(hù)類型與參數(shù)，對(duì)圍巖有效實(shí)施密貼在柔性噴射混凝土方面及錨桿初期支護(hù)方面，用來(lái)控制圍巖之變形與松弛。在松軟破碎圍巖區(qū)域，讓斷面盡早封閉，用來(lái)起到支護(hù)體系的作用，確保公路隧道穩(wěn)固。

（5）條件許可狀況下，初期支護(hù)優(yōu)先采取濕法噴射混凝土，用來(lái)控制回彈量與粉塵，改進(jìn)作業(yè)條件，確保工程質(zhì)量。

3 公路隧道新奧法的施工管理

新奧法施工技術(shù)在公路隧道工程中得以廣泛的運(yùn)用，可仍然存有施工管理方面的問(wèn)題。新奧法同其它傳統(tǒng)公路隧道施工方法的最大區(qū)別即主、被動(dòng)支護(hù)相融合之動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，借助動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)控量測(cè)的持續(xù)循環(huán)，促使公路隧道施工與設(shè)計(jì)進(jìn)一步完善及優(yōu)化的過(guò)程。

（1）實(shí)施監(jiān)控量測(cè)。

監(jiān)控量測(cè)即新奧法公路隧道施工之最重要的管理工作之一，同時(shí)亦是保障工程施工質(zhì)量、注意安全生產(chǎn)之關(guān)鍵環(huán)節(jié)。新奧法的重要特征即實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，以量測(cè)信息來(lái)指導(dǎo)施工，也就是借助對(duì)公路隧道施工過(guò)程中量測(cè)數(shù)據(jù)與對(duì)開(kāi)挖面之地質(zhì)觀測(cè)等實(shí)施預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)及反饋。同時(shí)結(jié)合已構(gòu)筑的量測(cè)當(dāng)基準(zhǔn)，對(duì)公路隧道施工方法、斷面的開(kāi)挖作業(yè)程序、初期支護(hù)之參數(shù)等實(shí)施合理調(diào)整，以保障施工的安全，基于保證圍巖穩(wěn)定和工程質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)化等。endprint