王文穎
【摘要】在交通工程建設中,隧道工程開挖支護屬于重要施工內(nèi)容。在施工期間需要按照地質(zhì)勘察情況,聯(lián)合多種開挖支護方案,應用復合襯砌支護方式。因此本文主要是討論公路隧道工程開挖支護的施工要點解,同時分析開挖支護作用與技術(shù)要點,希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價值。
【關(guān)鍵詞】公路隧道工程;開挖支護;施工要點
我國公路隧道工程建設進度日益提升,為了防止工程建設行為破壞周邊環(huán)境,必須合理應用隧道工程開挖與支護技術(shù),以此實現(xiàn)公路建設的長久發(fā)展。公路隧道施工方法主要包括暗挖法和明挖法,其中明挖法主要是挖開地面,在露天情況下修建隧道結(jié)構(gòu),之后回填覆蓋隧道結(jié)構(gòu)。暗挖法主要是隧道結(jié)構(gòu)開挖與修筑均在地下開展,施工時無需開挖隧道上面地層。隧道進洞主要應用大斷面開挖明挖法,此種施工方法的操作比較簡單,然而開挖土石方量比較多,會嚴重破壞周邊植被生態(tài)。針對大埋深隧道,則不適用明挖法。在山嶺公路開展隧道施工時,多數(shù)應用礦山法。其中噴錨修筑法屬于常見開挖方法。
1、公路隧道工程施工開挖方案
1.1全斷面開挖法
此種開挖施工方式是按照公路隧道設計輪廓開展一次爆破成型,應用錨固支護和二次襯砌開展施工作業(yè)。全斷面開挖法多應用于Ⅰ類、Ⅱ類圍巖施工中,支護效果顯著。如果是在Ⅲ類圍巖中應用于全斷面開挖法,必須確保在支護前段達到穩(wěn)定狀態(tài)才可以應用。施工現(xiàn)場需要應用大型機械設備,同時確保隧道長度和施工區(qū)段長度合理,一般需要控制在1km范圍內(nèi),以免影響大型設備的應用效果。
1.2臺階法
臺階法將隧道斷面分上半斷面和下半斷面(或上、中、下三個斷面)開挖,臺階之間控制一定的距離,采用同時并行的開挖方法。臺階法現(xiàn)已被廣泛應用于公路隧道上,按照臺階長度,可以將其劃分為不同方式。工程施工期間需要注意到以下兩個問題:第一,準確控制初期支護形成閉合斷面的時間,當圍巖狀態(tài)越差,支護閉合時間就越短。第二,在開挖和支護上層斷面施工作業(yè)中,對于設備的要求比較高,當圍巖比較軟弱時,則需要注意施工安全與穩(wěn)定性問題。如果圍巖狀態(tài)良好,則必須充分發(fā)揮出機械設備的效率。
1.3 CRD施工法
該種施工方法主要是對隧道大斷面開展分塊開挖和分部開挖施工。首先需要將隧道一側(cè)進行開挖,之后做好封閉初期支護和臨時支撐,再開挖隧道另一側(cè),并且做好封閉臨時支撐和初期支護,這樣可以和隧道初期支護和臨時支撐形成網(wǎng)狀封閉穩(wěn)定支護技術(shù)。相比于CRD施工方法來說,在隧道工程實際施工建設期間采用CD施工方法,此種方法不需要在隧道斷面上部和隧道下部分間建立臨時封閉仰拱支撐。
2、公路隧道工程開挖施工技術(shù)要點
2.1混凝土噴射
根據(jù)圍巖地質(zhì)實際情況、開挖斷面方式,明確混凝土厚度與強度。應用混凝土噴射技術(shù)可以發(fā)揮出封閉圍巖作用,降低圍巖風化侵蝕程度,確保圍巖處于穩(wěn)定狀態(tài)。
2.2錨桿支護施工
一般來說,錨桿工程主要包括普通砂漿錨桿、自進式錨桿、中空注漿錨桿、預應力錨桿,將鋼墊板設置在錨桿端頭。錨桿的作用在于加固局部,起到懸吊作用,將破碎巖塊錨桿在穩(wěn)定巖層上。同時可以連接層狀巖層形成組合梁、拱受力體系。從上述分析可知,錨桿必須有效粘接在巖層上,同時安裝和處理錨桿端頭墊板。
2.3鋼架支護
如果圍巖處于破碎狀態(tài),且穩(wěn)定性比較低,為了確保支護結(jié)構(gòu)和圍巖穩(wěn)定性,在支護初期需要應用鋼架支護方式,安裝鋼架時必須有效連接鋼架與圍巖,同時采用楔形預制混凝土塊,加固處理鋼架與圍巖空隙。
3、公路隧道工程開挖支護施工的具體分析
3.1混凝土噴射施工
第一,開挖隧道結(jié)束后,及時開展混凝土噴射處理,在規(guī)定時間內(nèi)閉合圍巖。混凝土噴射施工主要應用混凝土噴射機開展分層操作,完成混凝土噴射處理后必須及時做好養(yǎng)護。
第二,一般來說,在施工過程中必須有效粘接圍巖面與噴射混凝土。然而在具體施工中,隧道經(jīng)常出現(xiàn)超挖問題,從而加大混凝土噴射施工難度,相應增加混凝土噴射施工量。在隧道工程施工過程中,個別施工單位可能使用木板和石棉板封蓋大輪廓面的超挖凹坑,同時開展混凝土層噴射作業(yè),以此來節(jié)省混凝土噴射材料,減少噴射施工量,但是應用此種方式,會導致支護和巖層之間存在較大空隙,相應增加隧道安全隱患。
3.2錨桿施工技術(shù)
一般情況下,在選擇錨桿方位時,需要按照圍巖級別、風化程度、巖層狀態(tài)作為參考依據(jù),合理布設錨桿位置。如果隧道工程內(nèi)涉及到多個施工段,就會導致不同區(qū)域的水文地質(zhì)情況不同,極易產(chǎn)生明顯差異。所以從理論角度看,錨桿布設的方向、間距與長度都必須垂直于巖層面,這樣才可以全面發(fā)揮出錨桿的懸吊作用。在施工期間,施工人員必須充分展現(xiàn)出錨桿的組合梁與拱的作用。但是在具體工程實踐中,多數(shù)設計單位與施工企業(yè)隸屬于不同組織機構(gòu),設計人員只是根據(jù)對水文地質(zhì)勘測情況進行方案設計,在具體施工中,無法按照工程實際地質(zhì)情況實時進行設計調(diào)整,而建設單位與監(jiān)理單位只認準設計方案與圖紙要求,此時施工企業(yè)也只能按照圖紙施工,極易導致初期支護錨桿無法按照水文地質(zhì),對長度與間距進行調(diào)整,同時出現(xiàn)開挖面錨桿過?;蛘卟蛔銌栴}。該類問題會嚴重浪費施工材料,加大工程建設成本;同時無法發(fā)揮出錨桿的作用力,施工安全風險比較大。
3.3鋼架施工
在開展鋼架施工時,需要在工廠預制焊接鋼架,確保每節(jié)鋼架的尺寸與弧度滿足設計要求,且節(jié)段兩端采用焊連接板方式,利用連接板螺栓連接不同節(jié)點。在安裝鋼架時,必須對內(nèi)輪廓尺寸進行控制,同時預留沉降量,以免侵入到襯砌凈空。施工人員通過混凝土噴射方式填充鋼架和圍巖間隙,確保圍巖與支護的緊密貼合度。此外,施工期間還必須對圍巖變形進行控制,使用縱向連接鋼筋連接兩排鋼架,將連接鋼筋環(huán)向間距控制在1m以內(nèi),形成一體化受力結(jié)構(gòu)。
結(jié)語:
綜上所述,公路隧道工程施工建設期間,極易受到環(huán)境因素影響。在現(xiàn)代科技發(fā)展支持下,出現(xiàn)了多種隧道支護技術(shù),可以按照不同地理環(huán)境與水文地質(zhì)條件,合理選擇支護施工技術(shù),全面維護工程建設質(zhì)量。
參考文獻:
[1]張明聚,李方,李海,等.水平旋噴樁技術(shù)在莞惠城際鐵路淺埋暗挖隧道工程中的應用[J].鐵道建筑,2016,23(07):67-69.
[2]高俊濤.淺埋暗挖技術(shù)在地鐵隧道施工中的應用要點分析[J].建材與裝飾,2018,15(10):304-305.
[3]張玉龍,劉潔,龔磊,等.小凈距重疊盾構(gòu)隧道下穿鐵路線施工安全技術(shù)研究[J].鐵道勘察,2019,45(5):59-64.
[4]李豫東,梁斌,趙琳,翟聚云.淺埋隧道大管幕施工臺階法幾何參數(shù)優(yōu)化[J].河南大學學報(自然科學版),2019,49(05):623-630.
[5]閆振虎.淺埋隧道下穿高速公路大管幕施工優(yōu)化設計[J].河南科技大學學報(自然科學版),2019,40(04):58-63+71+7.