路橋隧道工程開挖支護(hù)的施工要點

袁鵬

（湖南城市學(xué)院，湖南 益陽 413000）

0 引言

隨著現(xiàn)代社會飛速發(fā)展，各類工程建設(shè)規(guī)模日益擴大，使路橋隧道工程建設(shè)備受關(guān)注，而施工安全作為路橋隧道工程建設(shè)重點，必須積極采用先進(jìn)技術(shù)，全面提高施工安全性。從當(dāng)前我國建設(shè)施工整體發(fā)展情況看，各類施工技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，這在很大程度上助力了路橋隧道施工順利進(jìn)行，也很大程度上提高了施工技術(shù)水平。其中開挖支護(hù)技術(shù)作為當(dāng)前路橋隧道工程施工常見技術(shù)之一，可以保證開挖支護(hù)順利進(jìn)行，有效推動路橋隧道工程有序開展。

1 路橋隧道工程特點分析

分析路橋隧道工程施工工藝可知，在實際施工建設(shè)過程中，其工藝非常復(fù)雜，并且存在較大的施工難度，可以將其總結(jié)為以下幾點：

第一，在路橋隧道工程施工建設(shè)過程中，由于存在諸多不可控因素，會直接影響到后續(xù)施工建設(shè)。比如施工區(qū)域地質(zhì)條件對路橋隧道施工的明顯影響，如果在施工前未能全面、詳細(xì)地勘察施工區(qū)域情況，設(shè)計人員不了解地質(zhì)條件、水文環(huán)境等情況，極易引發(fā)設(shè)計不合理、不符合施工建設(shè)要求的情況，進(jìn)而引發(fā)施工安全問題。

第二，由于路橋隧道工程施工作業(yè)很難保證不會破壞原區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，與此同時，也無法準(zhǔn)確獲取區(qū)域內(nèi)地質(zhì)變化的相關(guān)數(shù)據(jù)，容易在后續(xù)施工中造成塌方故事，對施工人員以及施工建設(shè)安全性產(chǎn)生不利影響。

第三，在隧道施工過程中，由于地下環(huán)境作業(yè)具有較強的隱蔽性，而施工各個環(huán)節(jié)相互聯(lián)系、緊密銜接，如果其中一個環(huán)節(jié)發(fā)生問題，會影響其他施工工序的順利進(jìn)行，導(dǎo)致一些潛在風(fēng)險發(fā)生，直接影響路橋隧道工程順利進(jìn)行。

2 路橋隧道工程開挖施工技術(shù)

2.1 全斷面開挖法

在路橋隧道工程施工過程中應(yīng)用全斷面開挖法，需要根據(jù)工程施工具體情況合理應(yīng)用。在具體實施中，需要順著路橋工程隧道巷道合理設(shè)計出開挖斷面，而后按照施工規(guī)定操縱鉆孔車等機械設(shè)備完成施工。首先，施工人員需要在路橋隧道全斷面施工范圍內(nèi)開展鉆孔、連線等作業(yè)，進(jìn)行單次爆破成型施工；其次，按照規(guī)定并結(jié)合施工作業(yè)需求，讓鉆孔車等機械設(shè)備就位，移動到隧道指定的開挖面，這一過程為一個完整的環(huán)節(jié)，而后不斷重復(fù)上述施工作業(yè)步驟；最后，再構(gòu)建出初期的支護(hù)結(jié)構(gòu)，并開展隧道二次筑模襯砌作業(yè)，確保路橋隧道支護(hù)體系的穩(wěn)定性。

需要注意的是，施工人員必須按照具體施工情況，合理應(yīng)用全斷面開挖施工技術(shù)，確保橋路隧道開挖方式選擇科學(xué)合理，既可以選擇護(hù)板全斷面開挖方式，也可以選擇掘進(jìn)機護(hù)板全斷面開挖方式。此外，在具體施工過程中，應(yīng)當(dāng)按照順序進(jìn)行施工，施工人員必須嚴(yán)格依照技術(shù)使用規(guī)范進(jìn)行施工作業(yè)。在隧道開挖作業(yè)過程中，若是選擇鉆孔爆破，則必須明確要求在爆破作業(yè)前做好清場工作，確保人員、設(shè)備、材料安置妥當(dāng)。另外，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工現(xiàn)場情況，明確是否需要在隧道四周圍巖上鋪設(shè)防水隔離層。

2.2 長臺階法

如果隧道工程位于特殊地形上，可以引入長臺階開挖法，如圍巖等級在1～3 級的情況。從長臺階開挖法實際應(yīng)用情況看，其開挖面積非常小，并且流水線長度較長，可以保證開挖施工作業(yè)更加穩(wěn)定。但從我國當(dāng)前實際情況看，在實際應(yīng)用長臺階開挖法的過程中，其施工長度一般在100m 范圍內(nèi)，并且應(yīng)當(dāng)做好支護(hù)處理。此外，為保證長臺階開挖法有效發(fā)揮作用，施工人員應(yīng)當(dāng)做好排煙排水準(zhǔn)備工作。

2.3 短臺階法

如果圍巖等級在4 級以上，在隧道開挖過程中可以采用短臺階法。因為這類地層巖石穩(wěn)定性較差，并且?guī)r石傳遞過程中載荷非常低，所以若開挖長度較大的話，極易引發(fā)塌方事故。因此，必須確保隧道開挖過程的安全性。從該方法的實際應(yīng)用情況看，開挖方式的掘進(jìn)長度非常小，屬于邊開挖邊支護(hù)的方式，這種方法的應(yīng)用可以確保開挖質(zhì)量，滿足工程設(shè)計要求，與此同時，也可以保證開挖穩(wěn)定性、安全性，使開挖施工效率得以提升，降低了巖石坍塌的風(fēng)險。

2.4 分部開挖法

所謂的分部開挖法，也稱為“導(dǎo)坑超前開挖法”，主要就是針對隧道某一部分進(jìn)行的提前開挖。分部開挖法實施過程中，最常使用的方法就是上（上下）導(dǎo)坑超前開挖法，還有單（雙）側(cè)壁導(dǎo)坑超前開挖法等方法，在實際應(yīng)用過程中，需要結(jié)合具體的施工環(huán)境、地質(zhì)條件等情況，綜合考量后，選擇對應(yīng)的分部開挖法。例如，對于大跨度隧道施工建設(shè)，應(yīng)當(dāng)開挖松軟、穩(wěn)定性差的地層，此時，建議選擇側(cè)壁導(dǎo)坑法，在實際應(yīng)用過程中應(yīng)循序漸進(jìn)，避免開挖隧道周圍產(chǎn)生的強烈破壞力對開挖造成影響。實際應(yīng)用過程中，施工人員需要在待開挖的坑道中設(shè)置臨時支撐架，再沿坑道進(jìn)行分部開挖施工，在此基礎(chǔ)上，從邊墻逐步向頂拱修襯砌，同時，施工人員需要在襯砌支撐保護(hù)作用下，向核心部分進(jìn)行下挖，在此過程中，也可以修筑仰拱，進(jìn)一步提高安全性。應(yīng)用分部開挖法可以提升安全性，保證施工質(zhì)量。

2.5 超短臺階法

在短臺階開挖法基礎(chǔ)上，形成超短臺階開挖法，一般適用在圍巖等級5～6 級的隧道結(jié)構(gòu)中，由于這類巖石結(jié)構(gòu)不具備良好的穩(wěn)定性，所以開挖過程中極易發(fā)生塌方事故，以至于施工設(shè)備難以正常發(fā)揮作用，直接威脅施工人員生命安全，對整個企業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。為進(jìn)一步提高施工安全性，應(yīng)引入超短臺階法。在實際施工過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)在開挖較短一段后，第一時間做好支護(hù)，構(gòu)建出較為密集的支護(hù)環(huán)境，從而保證開挖施工過程的安全性。

3 路橋隧道工程開挖支護(hù)施工要點

3.1 錨桿支護(hù)

在路橋隧道工程施工過程中，需要綜合考量多方面情況，包括圍巖級別、巖層狀態(tài)、風(fēng)化程度等，合理布設(shè)錨桿位置。在路橋隧道工程施工過程中，如果涉及多施工段，極有可能因為水文地質(zhì)情況不同影響到施工。因此，為提高錨桿支護(hù)施工質(zhì)量，必須嚴(yán)格把控錨桿布設(shè)方向、間距、長度等內(nèi)容，確保其與巖層面相互垂直，保證錨桿充分發(fā)揮出懸吊作用。在實際施工過程中，施工人員可以發(fā)揮出錨桿組合梁和拱的作用，確保開挖支護(hù)施工順利實施?？蓮哪壳安糠质┕で闆r看，由于設(shè)計方和施工方為不同組織機構(gòu)，并且在設(shè)計過程中，僅僅是結(jié)合水文地質(zhì)勘測情況設(shè)計方案，并未充分考慮到工程所在地域?qū)嶋H地質(zhì)情況。此外，個別建設(shè)方和監(jiān)理方過于依賴設(shè)計方案、圖紙要求，導(dǎo)致施工單位只能按照圖紙施工，針對其中存在的問題并沒有及時解決，這非常容易導(dǎo)致初期支護(hù)錨桿無法根據(jù)水文地質(zhì)情況，合理調(diào)整長度、間距，造成開挖面錨桿過剩、不足等問題。因此，在實際施工過程中，必須綜合考量多種情況，無論是設(shè)計單位還是施工單位、監(jiān)理單位，必須注重結(jié)合工程實際情況靈活調(diào)整各個環(huán)節(jié)，從而使錨桿支護(hù)作用得以發(fā)揮，提升施工安全性。

3.2 鋼筋網(wǎng)支護(hù)

嚴(yán)格意義上講，鋼筋網(wǎng)與錨桿支護(hù)需要共同使用。通常錨桿支護(hù)方式一般分布密度較為稀疏，并且由于遠(yuǎn)離錨桿支護(hù)較遠(yuǎn)位置巖體的穩(wěn)定性較差，極易引發(fā)這些區(qū)域出現(xiàn)巖體坍塌事故。為避免這一問題，可以應(yīng)用鋼筋網(wǎng)，切實提高錨桿支護(hù)作用，最大程度地防止出現(xiàn)錨桿支護(hù)盲區(qū)。鋼筋網(wǎng)支護(hù)主要目的就是提高巖土穩(wěn)定性，所以鋼筋網(wǎng)支護(hù)需要和錨桿支護(hù)技術(shù)相互結(jié)合，在錨桿支護(hù)過程中，錨桿空隙位置的支護(hù)處理都是由鋼筋網(wǎng)完成的，以此達(dá)到增強巖土質(zhì)量的目的。

3.3 超前小導(dǎo)管開挖支護(hù)

在超前小導(dǎo)管開挖支護(hù)過程中，施工人員預(yù)先制作好施工使用的超前小導(dǎo)管，而后將其布置在隧道拱部120范圍內(nèi)，采用環(huán)向布置，控制外傾角在10～12范圍內(nèi)，間距在0.4～0.5m 之間。施工人員完成布孔操作后，需要進(jìn)行鉆孔施工，完成上述步驟后可以安裝小導(dǎo)管，應(yīng)保證導(dǎo)管安裝質(zhì)量，再完成注漿作業(yè)。需要注意的是，施工人員必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范和要求安裝小導(dǎo)管，與此同時，也必須使用水泥漿填滿圍巖空隙，確保隧道開挖面的穩(wěn)定性。

3.4 混凝土噴射支護(hù)

施工人員在隧道開挖作業(yè)后，必須馬上檢查開挖斷面尺寸，應(yīng)用撬或其他技術(shù)手段，封閉好圍巖，促使圍巖結(jié)構(gòu)達(dá)到施工要求的穩(wěn)定性。一般情況下，主要使用濕噴機噴射混凝土，噴射距離最好控制在0.8～1.2m 范圍內(nèi)，確保其與巖面相互垂直，在此基礎(chǔ)上，再按照從下到上的順序，進(jìn)行分段施工作業(yè)。而對于中拱部位的噴射，可以應(yīng)用臺階法先對拱部拱腳位置噴射，而后再噴射拱部拱頂區(qū)域，保證噴射長度控制在4m 范圍內(nèi)。此外，如果在噴射過程中出現(xiàn)巖面不平整的情況，施工人員需要先噴射巖面凹陷部位，而后再噴射相對平整的巖面。但在此過程中，必須保證施工地段沒有地下水，避免影響施工效果和質(zhì)量受到影響。

3.5 鋼框架支護(hù)

鋼框架施工過程中，必須做好鋼框架的預(yù)制、焊接工作，確保各個鋼框架尺寸、弧度符合設(shè)計要求。在焊接過程中，施工人員必須使用螺栓連接各節(jié)點，確保和連接板端部完成焊接。而在澆筑鋼結(jié)構(gòu)過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)檢查好內(nèi)部型材尺寸，而后提高沉降，避免侵入襯砌空間內(nèi)。由于鋼結(jié)構(gòu)和圍巖之間存在空隙，施工人員可以使用混凝土進(jìn)行填補，從而保證圍巖和支護(hù)相互協(xié)調(diào)。除此之外，在施工過程中要加強對圍巖變形的控制，可以對兩排鋼架采用縱向連接的方式，保證鋼筋連接質(zhì)量，同時應(yīng)當(dāng)控制好連接鋼筋之間的距離，控制在lm 范圍內(nèi)，促使其構(gòu)建成一種受力結(jié)構(gòu)。

4 提升路橋隧道工程開挖支護(hù)施工有效性的措施

4.1 做好開挖支護(hù)監(jiān)控測量工作

由上文對路橋隧道工程開挖支護(hù)施工相關(guān)分析可知，為了保障路橋隧道施工安全、質(zhì)量，必須注重監(jiān)控測量，通過科學(xué)有效的監(jiān)測，保證開挖支護(hù)施工順利進(jìn)行。在此過程中，施工管理人員應(yīng)當(dāng)提高隧道工程開挖支護(hù)的監(jiān)控技術(shù)，確保隧道施工更加安全，進(jìn)而全面提升路橋施工質(zhì)量。

除此之外，在監(jiān)控測量過程中，必須有針對性、明確重點內(nèi)容。在實際監(jiān)測過程中，要求施工人員必須記錄好隧道沉降速度、沉降尺寸，及時找出問題，并進(jìn)行討論，確保施工人員可以合理控制隧道沉降參數(shù)，為后續(xù)隧道工程開挖支護(hù)提供依據(jù)，進(jìn)而保證路橋隧道工程順利施工建設(shè)。

4.2 提高開挖支護(hù)設(shè)計信息化水平

為進(jìn)一步提高開挖支護(hù)設(shè)計效果，工程企業(yè)應(yīng)當(dāng)開展信息化管理，逐步實現(xiàn)隧道開挖支護(hù)設(shè)計信息共享性。在此過程中，工作人員可以及時將工程開挖支護(hù)施工數(shù)據(jù)錄入信息管理系統(tǒng)中，而后交由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行問題的分析和評估，找到問題存在的原因，并制定出較為完善的預(yù)防方案。

除此之外，在開發(fā)支護(hù)設(shè)計過程中，應(yīng)加大力度應(yīng)用BIM 技術(shù)，借助該技術(shù)構(gòu)建出路橋隧道施工三維模型，將工程建設(shè)實際情況、地質(zhì)條件、施工進(jìn)度、施工要求等及時錄入系統(tǒng)中，依托網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，模擬分析出隧道開挖支護(hù)施工流程、環(huán)節(jié)，分析其中存在的問題，找出相關(guān)影響因素，在此基礎(chǔ)上，制定出較為完善的施工計劃、方案，提高施工效率，保證施工質(zhì)量。與此同時，應(yīng)用BIM 技術(shù)，還可以規(guī)避施工風(fēng)險，降低施工安全事故發(fā)生概率，減少施工成本，切實提高路橋隧道開挖支護(hù)施工整體工作效率與質(zhì)量。

5 結(jié)語

綜上所述，在路橋隧道工程施工中，應(yīng)用開挖支護(hù)技術(shù)可以保證工程建設(shè)的安全性，確保開挖支護(hù)施工可以順利實施。在實際施工過程中，除了要參考技術(shù)規(guī)范和具體要求之外，還必須結(jié)合實際情況，綜合考量隧道施工環(huán)境、施工情況等，確定適宜的開挖支護(hù)施工技術(shù)，并考慮工程所處環(huán)境、人為因素等情況，優(yōu)化、調(diào)整開挖支護(hù)技術(shù)，進(jìn)一步完善施工方案，確保隧道開挖支護(hù)施工技術(shù)得到合理的應(yīng)用，進(jìn)而保障路橋隧道施工的安全性、穩(wěn)定性。