路橋隧道工程開(kāi)挖支護(hù)的施工要點(diǎn)解析

田渭朋 / 中交第三公路工程局有限公司

路橋隧道工程開(kāi)挖支護(hù)的施工要點(diǎn)解析

田渭朋 / 中交第三公路工程局有限公司

路橋隧道開(kāi)挖支護(hù)施工是路橋工程施工的組成部分，施工時(shí)要根據(jù)地質(zhì)勘察的情況進(jìn)行分析。然后與各種開(kāi)挖方案進(jìn)行結(jié)合。本文闡述了路橋隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工方法以及路橋隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工的作用，對(duì)路橋隧道工程的開(kāi)挖支護(hù)施工要點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

路橋隧道工程；開(kāi)挖支護(hù)；施工；方法；作用；要點(diǎn)

導(dǎo)言

中國(guó)路橋隧道工程建設(shè)的進(jìn)程越來(lái)越快，為了避免大規(guī)模建設(shè)帶來(lái)的破壞，合理運(yùn)用路橋隧道工程隧道開(kāi)挖與支護(hù)中各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是路橋建設(shè)可持續(xù)發(fā)展，更好地構(gòu)建和諧交通的基礎(chǔ)。明挖法和暗挖法是路橋隧道的兩種施工方法。明挖法:地面先挖開(kāi)，先在露天情況下修建隧道結(jié)構(gòu)，之后再將修建好的隧道結(jié)構(gòu)覆蓋回填。暗挖法:開(kāi)挖和修筑隧道結(jié)構(gòu)是在地下進(jìn)行，在施工時(shí)隧道上面的地層不挖開(kāi)。暗挖法又分為:礦山法、隧道掘進(jìn)機(jī)法、盾構(gòu)法。隧道進(jìn)洞采用大斷面開(kāi)挖的明挖法，這是一種簡(jiǎn)單的容易實(shí)施的方法，由于土石方量大，因此，對(duì)周邊的植被破有非常大的破壞性。明挖法對(duì)于埋深較大的隧道是不適用的，在山嶺道路上做隧道施工，必須使用礦山法。礦山法中的最重要、最常用、最有效的一種開(kāi)挖方法是噴錨構(gòu)筑法，下面的內(nèi)容中，我們一起討論一下路橋隧道的開(kāi)挖與支護(hù)的方法。

1.路橋隧道的開(kāi)挖分析

隧道是在地質(zhì)條件復(fù)雜的條件下開(kāi)挖的建筑工程，因此，受到地應(yīng)力，地址物理參數(shù)，地下水，地址斷層等因素和開(kāi)挖方式、支護(hù)方式、支護(hù)時(shí)間等人工開(kāi)挖操作的影響比較大。建筑隧道采用的支護(hù)方式和開(kāi)挖方式要因地制宜的選擇，跟據(jù)工程所處的地質(zhì)環(huán)境和圍巖穩(wěn)定性不同，而采用不同的方案?，F(xiàn)在，隧道開(kāi)挖的方式有:全斷面開(kāi)挖方法、臺(tái)階法、臺(tái)階分部開(kāi)挖法、導(dǎo)坑法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。在一級(jí)圍巖處適合使用全斷面開(kāi)挖方法，工級(jí)圍巖處適合采用臺(tái)階法，一級(jí)圍巖處，上下臺(tái)階之間的距離應(yīng)該滿足機(jī)器正常作業(yè)的需求，并減少翻渣工作量，因此適合選用臺(tái)階分部開(kāi)挖法。導(dǎo)坑法由于各工序安排緊湊，能保證施工安全，適用于圍巖較差、沉降需要控制的隧道。支護(hù)方式一般使用:錨噴、錨網(wǎng)噴、錨噴網(wǎng)架、錨噴網(wǎng)架注漿、鋼架支護(hù)、鋼筋混凝土支護(hù)、注漿加固和預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)等方式，在實(shí)際應(yīng)用中，聯(lián)合支護(hù)，多次支護(hù)等形式是經(jīng)常采用的，下面，我們從隧道的開(kāi)挖與支護(hù)技術(shù)角度，進(jìn)行重點(diǎn)的分析討論。

1.1 隧道施工方法概述

礦山法是指一般開(kāi)挖地下坑道方法修筑隧道，少擾動(dòng)、早支撐、恒撤換、快襯砌是礦山法的基本原則。漏斗棚架法，反臺(tái)階法，正臺(tái)階法，全斷面開(kāi)挖法，上下導(dǎo)坑先拱后墻法，，下導(dǎo)坑先導(dǎo)后墻法，品字形導(dǎo)坑先拱后墻法，側(cè)壁導(dǎo)坑法是礦山法的基本施工方法。新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱是新奧法，概念是:20世紀(jì)50年代，奧地利學(xué)者拉布西維茲教授提出，以隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ)，支護(hù)手段采用錨桿和噴射混凝土組合的方式的施工方法，這個(gè)方法經(jīng)過(guò)許多國(guó)家的實(shí)踐研究，在60年代正式取得專利和命名。少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測(cè)、緊封閉是新奧法的基本施工原則。以盾構(gòu)這種施工機(jī)械在地面以下開(kāi)挖隧道的施工方法稱作盾構(gòu)法，盾構(gòu)法可以在承受地層壓力的同時(shí)在地層中推進(jìn)的活動(dòng)鋼筒。盾構(gòu)法的優(yōu)點(diǎn)是一次成型，可以對(duì)圍巖體減少重復(fù)的擾動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化施工。

1.2 隧道開(kāi)挖

在圍巖可以保持穩(wěn)定的情況下，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，選擇恰當(dāng)?shù)拈_(kāi)挖方法和掘進(jìn)方式，并將挖掘進(jìn)度盡量提高，這就是隧道開(kāi)挖的基本原則。在開(kāi)挖和掘進(jìn)方式的選擇時(shí)，應(yīng)該考慮到隧道圍巖地質(zhì)條件及其變化情況，選擇的方法要能適應(yīng)地質(zhì)條件及其變化，也要能保證圍巖的穩(wěn)定性，同時(shí)應(yīng)該保證快速掘進(jìn)和減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。開(kāi)挖成形方法就是隧道開(kāi)挖方法，從開(kāi)挖隧道的橫斷面分部情形來(lái)分，可以將開(kāi)挖方法分成以下幾種:全斷面開(kāi)挖法，臺(tái)階開(kāi)挖法，留核心土臺(tái)階開(kāi)挖法，分部開(kāi)挖法。將設(shè)計(jì)斷面分上半斷面和下半斷面兩次開(kāi)挖成型，也有采用臺(tái)階上部弧形導(dǎo)坑超前開(kāi)挖的方法稱為臺(tái)階開(kāi)挖法。這種方式適用于含軟弱夾層帶或節(jié)理發(fā)育地段的三、四級(jí)圍巖。臺(tái)階法細(xì)分又可以分成:長(zhǎng)臺(tái)階法，短臺(tái)階法和超短臺(tái)階法。是由臺(tái)階法變化來(lái)的，上臺(tái)階超前倍洞跨，主要應(yīng)用在采用短臺(tái)階法開(kāi)挖遇到土質(zhì)、涌水、掌子面坍塌等段落。特點(diǎn)時(shí)，施工的調(diào)整很小，是在遇到短距離圍巖變化的時(shí)候可以最先采用的方式，對(duì)施工安全性能的提高很有幫助，缺點(diǎn)是工序比較多，進(jìn)尺一般不超過(guò)一厘米，比較短。將隧道斷面分部開(kāi)挖逐步成型，且一般將某部超前開(kāi)挖的方法是分部開(kāi)挖法，也可以稱作導(dǎo)坑超前開(kāi)挖法。上下導(dǎo)坑超前開(kāi)挖法，上導(dǎo)坑超前開(kāi)挖法，單側(cè)壁導(dǎo)坑超前開(kāi)挖法，雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前開(kāi)挖法等是常用的方法。

2.支護(hù)方法

2.1 噴射混凝土

為了保持巖塊體的咬合和鑲嵌作用，使被裂隙分割的巖塊體粘接起來(lái)，我們會(huì)采用向洞室內(nèi)表面圍巖噴射混凝土的方法，通過(guò)提高巖塊體的粘接力和摩擦力來(lái)有效的防止圍巖松動(dòng)，這樣對(duì)應(yīng)力的集中產(chǎn)生的現(xiàn)象有規(guī)避和緩解的作用。同時(shí)，可以在圍巖表面產(chǎn)生抗力和剪力，圍巖因此而處于有利于穩(wěn)定的三軸應(yīng)力狀態(tài)，而且噴混凝土層自身的結(jié)構(gòu)剛度可以對(duì)不穩(wěn)定體的坍塌現(xiàn)象起到阻止的作用。噴射混凝土自身有一定的剛度因此對(duì)巖土體的坍塌現(xiàn)象有一定抵抗作用，與此同時(shí)，可以使用其他的支護(hù)方法，共同承受支護(hù)結(jié)構(gòu)的受壓變形，真因?yàn)槿绱?，現(xiàn)代隧道施工經(jīng)常用的方法之一就是噴射混凝土支護(hù)方法。

2.2 錨桿支護(hù)

為了對(duì)巖土體的變形產(chǎn)生一定的約束，我們采用在巖土體內(nèi)打入錨桿的方法，并且通過(guò)向圍巖施加壓力，使原來(lái)處于二軸應(yīng)力狀態(tài)的洞室內(nèi)表面的圍巖保持三軸應(yīng)力狀態(tài)，從而，圍巖體剛度的惡化就被有效的控制了。尤其在松動(dòng)區(qū)內(nèi)圍巖的剛度，這種方法尤為有效。巖土體中的系統(tǒng)錨桿起到形成了被約束變形的巖土體加固圈，形成了能夠承受外部荷載的巖土體承載拱，并且與巖土體共同承受外部荷載，增強(qiáng)了巖土體的穩(wěn)定性的作用。

2.3 掛鋼筋網(wǎng)

在一般情況下，鋼筋網(wǎng)是與錨桿連接在一起使用的，由于錨桿布設(shè)有一定的距離，錨桿約束作用之間的巖土體因此比較薄弱，很可能發(fā)生坍塌事故，因此，用鋼筋網(wǎng)連接錨桿之間的距離保持穩(wěn)定作用，使松散的巖土塊體處于三軸應(yīng)力狀態(tài)中。

2.4 鋼支撐

利用支撐結(jié)構(gòu)自身的剛度來(lái)穩(wěn)定巖土體的方式是鋼支撐，可以達(dá)到控制巖土體的變形的目的，在工作面開(kāi)挖完成以后一般應(yīng)該立刻按照設(shè)計(jì)間距安裝鋼支撐，這樣能夠?qū)⑺淖饔贸浞值陌l(fā)揮出來(lái)，起到穩(wěn)定巖土體的作用。在巖土體自身穩(wěn)定性極差的地層通常會(huì)使用鋼支撐，鋼支撐一般有兩種形式:鋼筋制作的格柵鋼架結(jié)構(gòu)和型鋼制作的工字鋼支撐。為了確保保巖土體的穩(wěn)定，噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)經(jīng)常與鋼支撐混合使用。

3.結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的進(jìn)步發(fā)展，提高了路橋隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工技術(shù)水平，并且隧道工程質(zhì)量關(guān)乎到路橋工程的安全運(yùn)行，因此必須加強(qiáng)對(duì)路橋隧道工程的開(kāi)挖支護(hù)施工要點(diǎn)進(jìn)行分析。

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