高速公路隧道施工中的支護(hù)技術(shù)探析

姜龍飛 于薇

摘 要：高速公路隧道工程施工建設(shè)非常復(fù)雜，涉及到很多方面的內(nèi)容，而且直接關(guān)系著整個工程項(xiàng)目施工質(zhì)量。本文就隧道施工過程中的支護(hù)技術(shù)要點(diǎn)，結(jié)合個人的實(shí)踐，提出一些建設(shè)性建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：高速公路工程 隧道 支護(hù)技術(shù) 研究

中圖分類號：U455 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（c）-0020-02

高速公路工程施工建設(shè)過程中，施工作業(yè)人員通常會遇到地質(zhì)斷層以及破碎地帶和巖層等不良地質(zhì)，不利于施工作業(yè)。實(shí)踐中，我們應(yīng)當(dāng)對隧道施工采取防護(hù)措施，通過支護(hù)來加固巖層，確保安全施工。在高速公路隧道支護(hù)施工過程中，需加強(qiáng)技術(shù)要點(diǎn)控制，具體從以下方面著手。

1 超前與初期支護(hù)

一般而言，隧道襯砌多選用的是復(fù)合式襯砌支護(hù)方式，超前支護(hù)過程中用到的是規(guī)格為Φ108mm的管棚，支護(hù)后開挖洞身并初噴混凝土，然后安裝鋼格柵或工字鋼，并施工錨桿和鋼筋網(wǎng)片，最后噴混凝土。其中拱、墻以及仰拱等位置聯(lián)合支護(hù)，并且將其封閉成環(huán)。

1.1 小導(dǎo)管注漿

對于超前小導(dǎo)管而言，通常采用的規(guī)格為φ42mm，管壁的厚度為5mm，采用的是熱軋無縫鋼管。洞身按照臺階法工藝要求結(jié)合開挖輪廓線進(jìn)行開挖，并在掌子面用鉆機(jī)進(jìn)行鉆眼成孔，超前小導(dǎo)管施工安裝好以后，利用壓漿機(jī)注漿，形成鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，從而對拱部位置起到加固作用。比如，老窩鋪1號隧道彌勒端洞口覆土厚度為9～10m，圍巖破碎、強(qiáng)度低，開挖后自穩(wěn)能力差，地表沉降變形大，有隨時坍塌的風(fēng)險。老窩鋪2號隧道彌勒端隧道拱頂覆蓋厚度為 13.8～25m，隧道所處位置地質(zhì)從上到下依次為雜填土、粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘和全風(fēng)化砂巖，其下為強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化砂巖。在上述工況條件下，采取了超前小導(dǎo)管注漿，在邊墻部位采用了徑向錨桿對圍巖進(jìn)行加固，從而保證隧道變形的控制。

1.2 管棚支護(hù)

實(shí)踐中為確保深孔注漿質(zhì)量，預(yù)注漿設(shè)計時需收集巖體現(xiàn)場數(shù)據(jù)資料，通過分析巖層的性質(zhì)來決定注漿壓力大小。同時，還要做好施工現(xiàn)場單孔注漿操作試驗(yàn)，準(zhǔn)確把握漿液配比以及注漿量和凝結(jié)時間。在此過程中，為了能夠有效確保施鉆過程中孔位準(zhǔn)確，縱向應(yīng)當(dāng)布設(shè)四榀型號為U25的鋼支架，并且利用直徑為Ф25mm的固定器將孔口管牢靠固定在鋼拱架之上，然后按照設(shè)計要求使其與路線走向呈一定的仰角。在鉆孔作業(yè)平臺搭建過程中，利用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行施工作業(yè)。鉆機(jī)架設(shè)時需確保其精確定位，要求鉆機(jī)與鉆進(jìn)線路中心線保持一定的仰角，鉆進(jìn)時不能出現(xiàn)偏移或者傾斜現(xiàn)象。鉆進(jìn)施工過程中，如果出現(xiàn)了坍孔問題，則應(yīng)當(dāng)先注漿，然后再鉆孔，從而起到護(hù)壁的作用，有利于維護(hù)孔壁的穩(wěn)定性。從拱頂依次向下鉆孔，先對有孔鋼花管進(jìn)行鉆進(jìn)，然后對其進(jìn)行注漿并檢查注漿質(zhì)量。在此過程中，可利用地質(zhì)巖芯鉆桿+鉆頭來回進(jìn)行掃孔，并且清除浮渣，保證孔徑以及孔深滿足設(shè)計要求，避免出現(xiàn)堵孔問題。在棚管頂進(jìn)時，利用大孔引導(dǎo)以及棚管機(jī)鉆進(jìn)結(jié)合的施工方式，先對超過棚管徑的引導(dǎo)孔進(jìn)行鉆進(jìn)，再利用鉆機(jī)的推力以及沖擊力低速將鋼管頂進(jìn)。管棚與型鋼拱架之間連接起來，并且支撐在型鋼拱架之上。接頭位置選用厚壁管箍方式進(jìn)行施工操作，其上布滿絲扣，然后將其纏絲起來，以此來保證連接安全可靠。管棚布設(shè)完成后，注入適量的水泥以及水玻璃漿。在注漿液和具體施工過程中，按照注漿順序進(jìn)行間隔排列，其中注漿液配比根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際地質(zhì)條件由試驗(yàn)人員調(diào)配。

2 錨桿施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 組合錨桿

混凝土初噴后打錨桿，先利用紅油漆按照預(yù)設(shè)的間距將孔位確定好，然后再用手風(fēng)鉆徑向打孔。成孔以后利用高壓風(fēng)清孔處理，去除其中的碴屑并安裝錨桿；根據(jù)設(shè)計要求將錨桿墊板安裝好以后，將注漿管連接起來，并向其中注漿。在此過程中，應(yīng)當(dāng)先注無水孔，再注有水孔，通常從拱頂位置以此向下進(jìn)行澆注。在此過程中若遇竄漿或者跑漿現(xiàn)象，則采用間隔一孔的方式進(jìn)行注漿操作。注漿完成后，對下道工序進(jìn)行混凝土噴射施工。

2.2 砂漿錨桿

鉆孔之前應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計圖紙以及圍巖狀況，確定孔位并予以標(biāo)記。錨桿孔應(yīng)當(dāng)選用風(fēng)鉆鉆孔方式，在鉆孔之前需將錨桿長度標(biāo)明，以便對鉆孔深度進(jìn)行有效控制；鉆孔施工操作完成后應(yīng)當(dāng)利用高壓風(fēng)進(jìn)行吹孔，將其中的積水以及巖粉徹底清理干凈以后用塞子將孔口塞進(jìn)，在巖面上將錨桿的位置標(biāo)注出來。注漿時應(yīng)當(dāng)緩慢將注漿管向外抽出，保持管口埋于砂漿之中，以免出現(xiàn)空洞問題。抽出注漿管以后，立即對中將桿體插入其中，利用套筒用風(fēng)鉆進(jìn)行沖擊，使桿體強(qiáng)行插入鉆孔。若孔口沒有砂漿溢出，則需將桿體拔出來以后重新進(jìn)行注漿。待桿體到位以后，利用小石子在孔口位置卡住，以免桿體從中滑出來。錨桿施工安裝后，噴射混凝土，并在孔中裝入藥卷。

2.3 混凝土施工技術(shù)

高速公路隧道洞身初期支護(hù)過程中，利用規(guī)格為C20以及C25的混凝土，其厚度在5～30cm。在此過程中過程中，水泥選用的是普通硅酸鹽水泥，其標(biāo)號至少42.5，其中砂以中粗砂為宜，石子以碎石為宜。施工工序如下：噴射施工作業(yè)時，采用分段以及分片方式進(jìn)行施工操作，自下而上進(jìn)行作業(yè)，巖面凹洼較大處，應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行噴凹處理，將其找平。在隧道開挖操作完成后，對巖面進(jìn)行立即噴射混凝土，以免巖體出現(xiàn)松弛問題。在后層噴射時，應(yīng)當(dāng)確保前層混凝土終凝以后方可進(jìn)行，如果終凝后時間間隔超過1h，則需要再次進(jìn)行噴射，并確保受噴面干凈。同時，噴嘴應(yīng)當(dāng)與受噴面垂直，并且與受噴面有一定距離，通常以1.0～1.5m為宜。根據(jù)初噴以及復(fù)噴二次進(jìn)行施工操作，初噴時的厚度應(yīng)當(dāng)保持在3～5cm，復(fù)噴時應(yīng)當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)的厚度，其中鋼架位置應(yīng)當(dāng)包裹起來，其厚度不小于2cm。

2.4 鋼拱架施工技術(shù)

隧道工字鋼鋼拱架施工過程中，隧道圍巖支護(hù)鋼架縱距在50～70cm之間，在施工現(xiàn)場制作比例為1∶1的胎模平臺，然后按照1∶1的比例放設(shè)鋼模試拼大樣。截割下料過程中，應(yīng)當(dāng)將上型鋼置于上述胎模之上，然后將其固定好，并用乙炔焰加熱至設(shè)計的深度，控制好胎模千斤頂使其能夠?qū)⑿弯搲褐瞥尚?。每一個單元接頭板應(yīng)當(dāng)已彎制成型鋼架單元有機(jī)的焊接起來，并且將加工好的各單元構(gòu)件置于大樣臺上進(jìn)行試拼，其中輪廓的誤差不能超過3cm，而且各單元均采用螺栓進(jìn)行連接固定。對于超挖相對較大的位置，建議利用漿砌片石對其進(jìn)行鑲補(bǔ)處理，如果拱、墻腳不穩(wěn)定，則應(yīng)當(dāng)注意將松碴清除干凈，并且利用混凝土對其進(jìn)行填平。同時，利用槽鋼沿著縱向進(jìn)行鋪設(shè)，保證鋼拱架腳牢靠穩(wěn)固?；炷脸鯂娨院?，應(yīng)當(dāng)布設(shè)拱架，其中單元間利用螺栓進(jìn)行連接，并且與定位錨桿進(jìn)行焊接。其中，鋼架、初噴層間隙，可利用騎馬墊進(jìn)行塞緊處理。

2.5 模筑混凝土襯砌技術(shù)

第一，混凝土攪拌?；炷敛牧显跀嚢枵具M(jìn)行集中攪拌，并通過電子稱進(jìn)行計量，然后由專職人員對其進(jìn)行定期抽檢。澆筑混凝土?xí)r，采用泵送方式進(jìn)行施工作業(yè)，同時還要對稱灌注入模。實(shí)踐中，利用插入式振搗器以及附著式振搗設(shè)備將混凝土搗固好以后，交替進(jìn)行振搗，確保混凝土外光內(nèi)實(shí)。

第二，混凝土養(yǎng)護(hù)以及脫模處理。入模混凝土終凝時，應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行有效的養(yǎng)護(hù)管理。初期養(yǎng)生時應(yīng)當(dāng)避免受到振動，拆摸以后根據(jù)實(shí)際情況以灑水為主，并且對仰拱以及鋪底等位置覆蓋灑水?；炷撩撃Ｒ院?，應(yīng)當(dāng)對其表面的小缺陷，比如麻面以及小錯臺等精心整修，以此來改善混凝土的外觀。

第三，洞口位置，應(yīng)當(dāng)預(yù)留合適的伸縮縫。尤其是地下水較為豐富的高速公路隧道工程項(xiàng)目施工建設(shè)過程中，沉降縫以及伸縮縫均應(yīng)當(dāng)采取有效的防水處理措施。二次襯砌施工縫內(nèi)需加設(shè)止水條，并且用鐵釘將止水條釘在上組襯砌堵頭板中間位置，以免二次襯砌施工過程中混凝土澆筑造成止水條脫落。

3 結(jié)語

總而言之，高速公路隧道施工過程中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)要點(diǎn)控制，組織好堵水、引水以及排水和防滲漏工作，這樣才能確保施工質(zhì)量，同時降低施工安全隱患。

參考文獻(xiàn)

[1] 王友良.公路隧道施工中存在的問題及解決對策[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2017（20）：83-84.

[2] 林志，李洪建，李真真.公路隧道施工總體風(fēng)險評估方法優(yōu)化研究[J].工程建設(shè)，2017（8）：16-20.

[3] 張力.復(fù)雜地質(zhì)下公路隧道施工問題及處置建議之研究[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2017（15）：87-88.

[4] 曹繼偉.公路隧道施工技術(shù)常見問題及技術(shù)要點(diǎn)分析[J].科技展望，2017（18）.

[5] 陳柚州，陳奕.公路隧道施工質(zhì)量問題與控制探討[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè)，2017（7）：165-166.