隧道工程開(kāi)挖支護(hù)的施工要點(diǎn)解析

余明武 高紹隆

摘要：隧道工程施工具有專(zhuān)業(yè)性與復(fù)雜性特征，需要采取有效技術(shù)措施，強(qiáng)化隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工效果，為隧道工程施工安全提供可靠屏障，保障隧道工程施工順利進(jìn)行。通過(guò)探討隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工中存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別從噴射混凝土、錨桿支護(hù)等多個(gè)角度與方面，解析隧道工程開(kāi)挖支護(hù)的施工要點(diǎn)，望有助于隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工。

關(guān)鍵詞：隧道工程;開(kāi)挖支護(hù);施工要點(diǎn);方法控制

中圖分類(lèi)號(hào)：U455.7;U415.6;U445.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）03-0056-02

Abstract：Tunnelconstructionhasthecharacteristicsofprofessionalismandcomplexity，itisnecessarytotakeeffectivetechnicalmeasurestostrengthentheexcavationandsupportconstructioneffectoftunnelengineering，toprovideareliablebarrierforthesafetyoftunnelconstruction，toensurethesmoothconstructionoftunnelengineering.Basedonthediscussionoftheexistingproblemsintheexcavationandsupportconstructionofthetunnelproject，combinedwithrelevantpracticalexperience，thispaperanalyzestheconstructionkeypointsoftheexcavationandsupportofthetunnelprojectfromvariousanglesandaspectssuchasshotcreteandboltsupport，hopingtohelptheexcavationandsupportconstructionofthetunnelproject.

Keywords：tunnelengineering;Excavationsupport;Keypointsofconstruction;Methodstocontrol

引言：隧道工程是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的關(guān)鍵構(gòu)成要素，是各類(lèi)道路工程的重要協(xié)同性工程。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)快速發(fā)展的背景下，隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工面臨著很多的不確定性因素，必須全面準(zhǔn)確把握隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)與步驟，確保支護(hù)體系安全可靠。

1隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工簡(jiǎn)述

在隧道工程建設(shè)施工過(guò)程中，開(kāi)挖支護(hù)施工始終扮演著不可替代的關(guān)鍵角色，是提高隧道工程安全施工系數(shù)，嚴(yán)格落實(shí)安全施工制度要求的重要載體。任何忽視了開(kāi)挖支護(hù)施工安全的隧道工程，均無(wú)法獲得必要生命力與活力，無(wú)法取得未來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。當(dāng)今社會(huì)，包括隧道工程建設(shè)等在內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)節(jié)奏越來(lái)越快，各類(lèi)施工技術(shù)方法不斷創(chuàng)新，也使得隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工隱藏了大量安全隱患風(fēng)險(xiǎn)，必須分門(mén)別類(lèi)地對(duì)相應(yīng)安全隱患進(jìn)行辨識(shí)、分析與控制，以保障隧道工程建設(shè)順利推進(jìn)。有研究表明，因開(kāi)挖支護(hù)施工過(guò)程控制不當(dāng)而導(dǎo)致的隧道工程安全事故問(wèn)題占據(jù)較高比例，而其誘發(fā)原因是多方面的，既有開(kāi)挖施工技術(shù)工藝、隧道工程所處環(huán)境等客觀因素，也有施工過(guò)程控制、施工安全觀念等主觀因素。無(wú)論何種類(lèi)型的安全隱患因素，均應(yīng)立足于隧道工程建設(shè)施工實(shí)際進(jìn)行防范化解，而其關(guān)鍵措施與方法則在于充分有效運(yùn)用開(kāi)挖支護(hù)施工技術(shù)方法，準(zhǔn)確把握開(kāi)挖支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)，防止發(fā)生系統(tǒng)性支護(hù)故障或潛在隱患。本文從分析隧道工程施工方法及開(kāi)挖入手，就諸多方面的開(kāi)挖支護(hù)施工要點(diǎn)進(jìn)行了深入探討，提出了相應(yīng)對(duì)策與建議[1]。

2隧道工程施工方法及開(kāi)挖分析

隧道工程項(xiàng)目的建設(shè)與實(shí)施往往面臨著更為復(fù)雜且難以控制的外界環(huán)境條件，對(duì)施工技術(shù)與開(kāi)挖工藝要求較高，施工過(guò)程更多情況下會(huì)受到地下斷層、地下水、工程結(jié)構(gòu)、支護(hù)時(shí)間等方面要素的影響，因此必須因地制宜，根據(jù)隧道工程事先確定的開(kāi)挖技術(shù)方案，循序漸進(jìn)實(shí)施。

2.1隧道工程施工方法。現(xiàn)代隧道工程在施工完成后，不僅需要具備特定通行功能，而且還是要通風(fēng)、照明、排水等方面予以統(tǒng)籌考量。在隧道工程施工基礎(chǔ)理論研究不斷深化的背景下，隧道工程施工方法趨于多樣化，為施工技術(shù)人員在隧道工程施工方面提出了更為豐富的技術(shù)手段。以隧道工程礦山法施工為例，該種方法是在特定環(huán)境條件下，在某一事先確定的區(qū)域進(jìn)行地下坑道的開(kāi)挖，根據(jù)隧道斷面及結(jié)構(gòu)支撐情況，為隧道工程結(jié)構(gòu)賦予特定荷載，具有施工過(guò)程簡(jiǎn)便易行、開(kāi)挖工程量易于控制等多方面優(yōu)勢(shì)，是現(xiàn)代隧道工程建設(shè)與施工實(shí)踐中的常用施工技術(shù)方法之一。再如新奧法施工技術(shù)，它問(wèn)世年限較久，以巖體力學(xué)的基本研究為理論基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)多年技術(shù)演變與改進(jìn)，提高了錨桿和噴射混凝土施工的有效銜接效果，降低了施工擾動(dòng)，具有較為突出的封閉化施工效果[2]。

2.2隧道工程開(kāi)挖。隧道開(kāi)挖施工需要遵循減少擾動(dòng)、控制開(kāi)挖方式等基本原則，最大限度上將各項(xiàng)施工要素掌握在可控范圍內(nèi)。要根據(jù)隧道工程圍巖穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)性、層次性地客觀條件，合理確定開(kāi)挖目標(biāo)、開(kāi)挖方式，并通過(guò)科學(xué)合理的開(kāi)挖過(guò)程，達(dá)到預(yù)定的開(kāi)挖效果。根據(jù)隧道工程所處巖層條件的顯著差異，技術(shù)人員可根據(jù)不同施工階段，采取不同開(kāi)挖技術(shù)模式，妥善處理巖層斷面情形。部分情況下巖層含水量較高，這就需要實(shí)施分段化開(kāi)挖，將整個(gè)隧道工程開(kāi)挖過(guò)程細(xì)化分解，成為多個(gè)不同的開(kāi)挖子階段與子項(xiàng)目，優(yōu)化不同階段與項(xiàng)目之間的銜接性，有簡(jiǎn)入難地實(shí)施開(kāi)挖。

3隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工中的存在問(wèn)題探討

3.1放坡開(kāi)挖坡角過(guò)大，超挖和欠挖等問(wèn)題突出。放坡開(kāi)挖坡角關(guān)系到隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工安全性與穩(wěn)定性，必須根據(jù)相應(yīng)計(jì)算方法與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，核算放坡開(kāi)挖坡角。縱觀當(dāng)前隧道工程開(kāi)挖支護(hù)實(shí)際，普遍存在著漠視放坡開(kāi)挖坡角核算，導(dǎo)致坡角過(guò)大，無(wú)形之中放大了開(kāi)挖支護(hù)施工安全風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在軟弱圍巖環(huán)境下，更容易造成坍塌事故。在邊坡修整中，機(jī)械修整方式與人工修整方式配合效果不佳，超挖和欠挖問(wèn)題不同程度存在，導(dǎo)致開(kāi)挖工作面平順度不夠，為后期邊坡支護(hù)失衡失穩(wěn)埋下隱患[3]。

3.2噴射砼厚度不夠，成孔注漿不到位。在隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工中，噴射砼厚度直接關(guān)系到支護(hù)安全系數(shù)的高低。從當(dāng)前噴射砼現(xiàn)狀來(lái)看，部分施工過(guò)程所采取的噴射砼施工技術(shù)不良，對(duì)噴射砼的操作掌握不嚴(yán)謹(jǐn)，過(guò)度側(cè)重噴射砼施工環(huán)節(jié)的經(jīng)濟(jì)成本，無(wú)法使最終形成的噴射砼厚度達(dá)到相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與要求。此外，在成孔注漿方面，由于對(duì)孔深、孔徑、成孔密度等技術(shù)參數(shù)掌握不清，注漿隨意性較強(qiáng)，在孔內(nèi)殘留物未能得以全部徹底清除的基礎(chǔ)上，便進(jìn)行成孔注漿，往往難以達(dá)到隧道工程開(kāi)挖支護(hù)設(shè)計(jì)要求，邊坡頂面形變監(jiān)測(cè)不到位，特定條件下出現(xiàn)空間偏移。

3.3忽視開(kāi)挖支護(hù)跟蹤監(jiān)測(cè)。及時(shí)有效的跟蹤監(jiān)測(cè)能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工中存在的潛在隱患，掌握可能出現(xiàn)的開(kāi)挖支護(hù)失衡等問(wèn)題。從當(dāng)前開(kāi)挖支護(hù)過(guò)程來(lái)看，多數(shù)隧道工程實(shí)踐未能建立健全開(kāi)挖支護(hù)跟蹤監(jiān)測(cè)體系，所采取的跟蹤監(jiān)測(cè)手段與技術(shù)方法更新滯后，難以精準(zhǔn)辨識(shí)開(kāi)挖支護(hù)存在的結(jié)構(gòu)形變、荷載失衡等隱患問(wèn)題，導(dǎo)致局部性、單一性的支護(hù)問(wèn)題擴(kuò)散蔓延，形成系統(tǒng)性、多元性的支護(hù)問(wèn)題。同時(shí)，由于跟蹤監(jiān)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)資料缺失，無(wú)法為采取更加有效的開(kāi)挖支護(hù)手段提供基礎(chǔ)參考與依據(jù)。

4隧道工程開(kāi)挖支護(hù)的施工要點(diǎn)研究

4.1噴射混凝土支護(hù)技術(shù)。噴射混凝土技術(shù)能夠使隧道工程開(kāi)挖支護(hù)粘合為一個(gè)有機(jī)整體，使所處環(huán)境下的巖層更具穩(wěn)定性與可靠性，有效防止圍巖塌陷或松動(dòng)，提高開(kāi)挖支護(hù)的綜合受力效果，在特定應(yīng)力與剪力的支撐作用下，增強(qiáng)隧道工程支護(hù)強(qiáng)度。通常情況下，噴射混凝土支護(hù)技術(shù)實(shí)施前應(yīng)對(duì)隧道工程開(kāi)挖支護(hù)環(huán)境進(jìn)行充分分析與研判，全面掌握隧道工程開(kāi)挖方案及相關(guān)技術(shù)要求與標(biāo)準(zhǔn)。要采用性能穩(wěn)定、工況狀態(tài)良好的噴射機(jī)械設(shè)備，根據(jù)隧道工程施工環(huán)境設(shè)定特定數(shù)值大小的噴射強(qiáng)度，對(duì)開(kāi)挖支護(hù)四周?chē)鷰r表明形成混凝土漿體，并保持漿體一定厚度。在此過(guò)程中，應(yīng)其實(shí)提高噴射混凝土施工技術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)性與科學(xué)性，強(qiáng)化混凝土噴射操作人員的綜合素養(yǎng)，更加熟練地掌握噴射機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用要求。當(dāng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)遇到分散性較強(qiáng)巖層或巖塊時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)縫隙部位進(jìn)行噴射，改善圍巖穩(wěn)定性條件。在實(shí)踐中，為提高隧道工程開(kāi)挖支護(hù)的最終整體效果，噴射混凝土支護(hù)技術(shù)通常需要與其他支護(hù)技術(shù)協(xié)調(diào)配合使用，共同構(gòu)造穩(wěn)定性系數(shù)高、整體效果好的開(kāi)挖支護(hù)體系[4]。

4.2錨桿支護(hù)技術(shù)。錨桿支護(hù)技術(shù)是隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工的關(guān)鍵技術(shù)方法之一，在隧道工程項(xiàng)目實(shí)踐領(lǐng)域占據(jù)著較高的應(yīng)用比重。錨桿支護(hù)技術(shù)的主要應(yīng)用載體為錨桿，對(duì)錨桿的強(qiáng)度、硬度、延展性、抗腐蝕性等技術(shù)指標(biāo)具有較高要求，只有在對(duì)錨桿進(jìn)行充分而細(xì)致的專(zhuān)業(yè)技術(shù)檢測(cè)，得出其可行性結(jié)論的基礎(chǔ)上，方能將錨桿應(yīng)用與隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工實(shí)際。部分情況下，隧道工程開(kāi)挖支護(hù)未能充分掌握錨桿支護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵要點(diǎn)，導(dǎo)致錨桿應(yīng)用后的穩(wěn)定性與協(xié)同性不夠，難以達(dá)到相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)范要求。通過(guò)應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)，可有效改變隧道工程環(huán)境下圍巖的荷載條件，從縱向與橫向等多個(gè)方面提升圍巖的荷載效果，形成系統(tǒng)化、整體化、一體化的圍巖加固圈層，為隧道工程項(xiàng)目構(gòu)建穩(wěn)定性好、協(xié)同性高的巖層環(huán)境結(jié)構(gòu)體系。在隧道工程錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中，需要有效協(xié)調(diào)二軸應(yīng)力其他軸向應(yīng)力之間的邏輯關(guān)系，同時(shí)應(yīng)充分保證錨桿支護(hù)中金屬構(gòu)件的性能參數(shù)指標(biāo)，并適當(dāng)控制錨桿間距、鉆孔直徑及保護(hù)層厚度等參數(shù)。

4.3鋼筋掛網(wǎng)支護(hù)技術(shù)。鋼筋掛網(wǎng)支護(hù)技術(shù)與錨桿支護(hù)技術(shù)具有較大程度的潛在關(guān)聯(lián)，具有異曲同工之妙。在當(dāng)前技術(shù)條件下，隧道工程開(kāi)挖支護(hù)施工中的錨桿支護(hù)技術(shù)在布局密度上具有較高要求，若其分布于穩(wěn)定性相對(duì)較差的巖層環(huán)境中，則難以形成更加有效的系統(tǒng)化、綜合化支護(hù)效果，此時(shí)便可通過(guò)運(yùn)用鋼筋掛網(wǎng)支護(hù)技術(shù)來(lái)解決。鋼筋網(wǎng)支護(hù)技術(shù)需要用到一定數(shù)量個(gè)鋼筋，并將其縱橫交叉，形成鋼筋網(wǎng)，通過(guò)鋼筋網(wǎng)所具備的特有承載力，使隧道工程開(kāi)挖支護(hù)效果更趨優(yōu)化。在鋼筋掛網(wǎng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)對(duì)施工操作人員進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)培訓(xùn)與指導(dǎo)，使其全面掌握與了解鋼筋掛網(wǎng)支護(hù)技術(shù)的操作方法、目標(biāo)要求、工藝特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)差異等基本知識(shí)，并強(qiáng)化鋼筋掛網(wǎng)施工的責(zé)任意識(shí)與質(zhì)量意識(shí)，及時(shí)準(zhǔn)確地辨識(shí)可能影響鋼筋掛網(wǎng)支護(hù)技術(shù)的潛在影響要素，提高對(duì)各類(lèi)施工問(wèn)題的反饋能力與應(yīng)變能力。同時(shí)，需要指出的是，鋼筋掛網(wǎng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用前應(yīng)嚴(yán)格計(jì)算結(jié)構(gòu)約束力，用以調(diào)整設(shè)定鋼筋掛網(wǎng)網(wǎng)格尺寸與軸應(yīng)力等參數(shù)[5]。

4.4隧道鋼架支撐支護(hù)技術(shù)。隧道工程開(kāi)挖支護(hù)中的鋼架支撐支護(hù)技術(shù)需要綜合運(yùn)用鋼管、型鋼等基本構(gòu)件，根據(jù)特定技術(shù)要求及技術(shù)規(guī)范，在隧道工程實(shí)際施工條件下將其加工制作成為鋼支撐結(jié)構(gòu)。根據(jù)隧道工程開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)要求及所處自然環(huán)境的不同，在鋼架支撐結(jié)構(gòu)方面的選擇應(yīng)有所差異，可協(xié)調(diào)綜合選擇“工”字形鋼架支撐結(jié)構(gòu)，也可選擇“人”字形，或者交叉形鋼架支撐結(jié)構(gòu)，并在鋼架支撐角度、組合、強(qiáng)度、荷載等方面做出差異化處理。在隧道鋼架支撐支護(hù)技術(shù)施工環(huán)節(jié)，需要運(yùn)用多種不同型號(hào)與功能的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行混凝土噴漿等操作，應(yīng)在科學(xué)配置機(jī)械設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)其工況性能進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使其保持良好運(yùn)作狀態(tài)，避免因機(jī)械設(shè)備性能不佳而導(dǎo)致的隧道鋼架支撐支護(hù)施工進(jìn)程中斷。在隧道鋼架支撐支護(hù)施工期間，應(yīng)對(duì)鋼架尺寸、荷載、形變、輪廓、數(shù)量等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)，綜合采用多種先進(jìn)技術(shù)方法將施工縫隙控制在最小程度。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，開(kāi)挖支護(hù)施工的特殊性決定了其在隧道工程建設(shè)施工中的關(guān)鍵地位，必須給予高度重視。在隧道工程施工安全要求不斷提高的今天，相關(guān)技術(shù)人員必須從隧道工程開(kāi)挖施工的客觀實(shí)際需求出發(fā)，充分遵循開(kāi)挖支護(hù)施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)，強(qiáng)化支護(hù)過(guò)程控制，突出支護(hù)效果，并不斷總結(jié)與創(chuàng)新，采取多元化開(kāi)挖支護(hù)施工方案，開(kāi)辟更多新型開(kāi)挖支護(hù)施工技術(shù)方法，為保障隧道工程建設(shè)事業(yè)持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展貢獻(xiàn)理論。

參考文獻(xiàn)：

[1]張得超，張苕橋.隧道與地下工程支護(hù)開(kāi)挖支護(hù)的施工要點(diǎn)解析[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)（下旬刊）與設(shè)計(jì)，2019（15）：2490.

[2]王夢(mèng)恕，王杜羅，李華芳.淺談地下開(kāi)挖空間巖體工程質(zhì)量評(píng)價(jià)及支護(hù)方案優(yōu)化技術(shù)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2020（13）：188-189.

[3]朱文盛，張玉法.談新時(shí)期高速公路隧道開(kāi)挖與支護(hù)方案的類(lèi)型及選擇策略[J].黑龍江交通科技，2019（22）：335-336.

[4]郝海龍，吳智慧.軟弱圍巖環(huán)境下公路隧道通風(fēng)豎井及支護(hù)施工技術(shù)研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，33（21）：159-160.

[5]宋建光，孔令輝，王劍.新時(shí)期淺埋偏壓濕陷性黃土隧道開(kāi)挖支護(hù)施工技術(shù)探討[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2019（08）：301-303.