李劍

山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司公路工程總承包分公司 山西太原 030006

路橋隧道工程是國(guó)家的重要工程，在路橋隧道工程施工過程中，開挖支護(hù)施工是最基礎(chǔ)也是最重要的施工環(huán)節(jié)。目前我國(guó)的路橋隧道工程開挖支護(hù)施工技術(shù)已經(jīng)比較成熟，常用的開挖技術(shù)主要有全斷面開挖法、分部開挖法、長(zhǎng)臺(tái)階開挖法、短臺(tái)階開挖法和超短臺(tái)階開挖法。常見的支護(hù)方法錨桿和錨噴支護(hù)、鋼筋網(wǎng)支護(hù)、灌漿加固支護(hù)、超前小導(dǎo)管開挖支護(hù)、鋼拱架支護(hù)等。在實(shí)際施工中，要根據(jù)工程情況選擇合適的支護(hù)方式，注意充分把握好相關(guān)施工要點(diǎn)，以切實(shí)保證施工質(zhì)量[1]。

1 路橋隧道工程開挖施工的技術(shù)及要點(diǎn)

1.1 全斷面開挖法

在路橋隧道工程開挖施工中，全斷面開挖法是最常用的一種施工技術(shù)，其屬于爆炸性的疊加開挖方法，即先將洞室一次開挖成形再進(jìn)行襯砌，又稱全段采石法。通常在一些圍巖較穩(wěn)定、無(wú)塌方風(fēng)險(xiǎn)、斷面尺寸較小的情況下時(shí)，可使用全斷面開挖法進(jìn)行開挖施工。在全斷面開挖法的實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)路橋隧道工程的整體設(shè)計(jì)方案來(lái)開展作業(yè)，并采取一次性開挖方式。具體的施工設(shè)備是鉆孔臺(tái)車，即通過鉆孔臺(tái)車來(lái)進(jìn)行連續(xù)性掘進(jìn)開挖，直至開挖達(dá)到路橋隧道工程的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。此外，在實(shí)際施工過程中，一般還需要將整個(gè)路橋隧道工程拆分為若干個(gè)施工段進(jìn)行開挖，按照相關(guān)開挖施工順序，待前一個(gè)階段開挖完畢并檢驗(yàn)施工質(zhì)量合格后，再進(jìn)入下一個(gè)階段的開挖[2]。

1.2 分部開挖法

分部開挖法在路橋隧道工程開挖施工較為常見，其是指將路橋隧道工程的斷面分為若干部分進(jìn)行開挖，逐步開挖成型，且某部分一般需進(jìn)行超前開挖，也就是引導(dǎo)坑開挖。具體來(lái)說，在分部開挖法的實(shí)際應(yīng)用中，首先應(yīng)借助引導(dǎo)坑對(duì)路橋隧道工程的某個(gè)部分提前開挖出一段作業(yè)面，然后再基于此開展相關(guān)支護(hù)作業(yè)，待完成支護(hù)施工后再對(duì)剩余部分進(jìn)行開挖。分部開挖法的優(yōu)勢(shì)是安全性較高，由于前部分在開挖完畢后采取了相關(guān)支護(hù)措施，因此可更好地保證整個(gè)工程的施工安全。通常在遇到一些特殊土層時(shí)，可使用分部開挖法進(jìn)行開挖施工。

1.3 長(zhǎng)臺(tái)階法

當(dāng)遇到一些地形較為特殊的路橋隧道工程時(shí)，尤其是圍巖等級(jí)在1～3級(jí)的情況下時(shí)，可選擇采用長(zhǎng)臺(tái)階法來(lái)進(jìn)行開挖施工。長(zhǎng)臺(tái)階法的主要特點(diǎn)是開挖流水線較長(zhǎng)而開挖面積較小，這點(diǎn)能夠更好地保證整個(gè)開挖過程的作業(yè)穩(wěn)定性。目前我國(guó)對(duì)于長(zhǎng)臺(tái)階法的實(shí)際應(yīng)用，多是在一些施工長(zhǎng)度為100m以內(nèi)的路橋隧道工程施工段中，且在開挖過程中還需實(shí)施相關(guān)支護(hù)處理。另外還需注意，在長(zhǎng)臺(tái)階法的實(shí)際應(yīng)用中要提前做好排煙準(zhǔn)備和排水準(zhǔn)備[3]。

1.4 短臺(tái)階法

與長(zhǎng)臺(tái)階法不同，一般在圍巖等級(jí)大于4級(jí)的情況下時(shí)，多會(huì)采用短臺(tái)階法來(lái)進(jìn)行路橋隧道工程開挖施工。由于圍巖等級(jí)大于4級(jí)的地層巖石穩(wěn)定性較差、傳遞載荷較低，所以開挖掘進(jìn)長(zhǎng)度不宜較大，否則極易引起塌方；而短臺(tái)階法正是一種開挖掘進(jìn)長(zhǎng)度較小的施工技術(shù)，非常適用于此類情況，可有效保證施工安全。在短臺(tái)階法的實(shí)際應(yīng)用中，通常需要邊開挖邊支護(hù)，這點(diǎn)進(jìn)一步保證了安全性與穩(wěn)定性以及開挖效率，且能夠更好地滿足路橋隧道工程的整體設(shè)計(jì)要求。

1.5 超短臺(tái)階法

超短臺(tái)階法顧名思義是指比短臺(tái)階法的開挖掘進(jìn)長(zhǎng)度更小的一種路橋隧道工程開挖施工技術(shù)，一般當(dāng)圍巖等級(jí)達(dá)到5～6級(jí)時(shí)，可以選擇采用該方法來(lái)進(jìn)行開挖施工。圍巖等級(jí)在5～6級(jí)的地層巖石的穩(wěn)定性極差，在開挖過程中塌方風(fēng)險(xiǎn)極高，一不小心即可能會(huì)引起嚴(yán)重安全事故，從而威脅到施工人員的生命安全；而通過應(yīng)用超短臺(tái)階法，則可有效避免相關(guān)問題，更好地保證施工安全。在超短臺(tái)階法的實(shí)際應(yīng)用中，通常每開挖較短一段即要進(jìn)行一次支護(hù)，這樣就形成了一種比較密集的支護(hù)環(huán)境，使安全得以保證[4]。

2 路橋隧道工程開挖支護(hù)施工的技術(shù)及要點(diǎn)

2.1 錨桿和錨噴支護(hù)

在路橋隧道工程開挖支護(hù)施工中，錨桿和錨噴支護(hù)是一種常見支護(hù)形式，簡(jiǎn)單而言該支護(hù)形式就是同時(shí)開展錨桿支護(hù)和錨噴支護(hù)。其中，錨桿支護(hù)的原理為：通過設(shè)置錨桿的方式進(jìn)行主動(dòng)加固，基于錨桿來(lái)有效提升圍巖的承載能力，從而充分發(fā)揮出有效支護(hù)作用。錨噴支護(hù)的原理則為：通過對(duì)支護(hù)部位進(jìn)行噴射混凝土來(lái)提高其性能，以實(shí)現(xiàn)有效加固作用?？偟膩?lái)說，錨桿和錨噴支護(hù)可以起到更加有效的雙重支護(hù)效果。但是在實(shí)際應(yīng)用中，需提前確定合理的錨桿和錨噴支護(hù)方案及相關(guān)參數(shù)，以確保將雙重支護(hù)功能最大限度發(fā)揮出來(lái)。

2.2 鋼筋網(wǎng)支護(hù)

鋼筋網(wǎng)支護(hù)是路橋隧道工程開挖支護(hù)施工的常用技術(shù)之一，其在應(yīng)用前首先需要進(jìn)行鋼筋網(wǎng)（如圖1所示）制作。制作鋼筋網(wǎng)的材料必須要確保質(zhì)量符合要求，在鋼筋網(wǎng)制作完畢后還要檢查其整體質(zhì)量是否滿足相關(guān)要求及是否有發(fā)生銹蝕，否則會(huì)影響到實(shí)際支護(hù)施工質(zhì)量。在實(shí)際支護(hù)施工過程中，首先要安裝錨桿，然后再進(jìn)行鋼筋網(wǎng)鋪裝，具體鋪裝方法是遵循隨高就低的原則并緊貼初噴面進(jìn)行鋪裝。其次，若具有鋼支撐，可將鋼筋網(wǎng)鋪裝于兩邊榀鋼外弧后實(shí)施點(diǎn)焊處理；若無(wú)鋼支撐，則需要先借助沖擊孔打淺孔，再埋設(shè)膨脹螺栓，然后將鋼筋網(wǎng)固定于膨脹螺栓上，最后對(duì)錨桿尾部實(shí)施點(diǎn)焊固定處理。

圖1 鋼筋網(wǎng)

2.3 灌漿加固支護(hù)

在路橋隧道工程開挖支護(hù)施工中經(jīng)常需要運(yùn)用到灌漿加固支護(hù)，簡(jiǎn)單來(lái)說，該支護(hù)形式就是通過在圍巖上進(jìn)行鉆孔壓注混凝土來(lái)對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)進(jìn)行重塑，以進(jìn)一步強(qiáng)化圍巖支撐力，使其能夠更好地發(fā)揮出支護(hù)作用。近年來(lái)，隨著科技不斷發(fā)展進(jìn)步，不斷涌現(xiàn)出了許多新的材料，如水玻璃等，這類新材料大多性能上佳，可作為更好的灌漿材料來(lái)進(jìn)行應(yīng)用，從而進(jìn)一步提升灌漿加固支護(hù)的效果。

2.4 超前小導(dǎo)管開挖支護(hù)

超前小導(dǎo)管開挖支護(hù)在路橋隧道工程開挖支護(hù)施工中的應(yīng)用要求較高，其需要先制作好超前小導(dǎo)管，再將之按照環(huán)向布置于路橋隧道工程的拱部120°范圍內(nèi)，并控制其間距在0.40m～0.5m范圍內(nèi)、外傾角在10°～12°范圍內(nèi)。在進(jìn)行完布孔后，即可開始實(shí)施鉆孔作業(yè)，鉆孔完畢后再進(jìn)行小導(dǎo)管的安裝，最后則是注漿作業(yè)。需注意，在安裝小導(dǎo)管之時(shí)必須要嚴(yán)格遵循相關(guān)施工流程要求，并確保采用水泥漿將圍巖空隙密實(shí)填滿，以保證開挖面的穩(wěn)定性[5]。

2.5 鋼拱架支護(hù)

在采用鋼拱架支護(hù)技術(shù)來(lái)進(jìn)行路橋隧道工程開挖支護(hù)施工時(shí)，具體的作業(yè)流程為：先進(jìn)行初噴，再進(jìn)行鋼拱架（如圖2所示）制作，再對(duì)制作好的鋼拱架實(shí)施安裝，然后連接鋼筋并加固，最后錨桿、噴射混凝土。注意在進(jìn)行鋼拱架制作時(shí)，需要做好每節(jié)鋼拱架兩端連接板的焊接處理與螺栓的連接處理。在鋼拱架安裝過程中，為方便拱部的拱架和下部連接，宜將上部拱腳開挖高度控制在低于上部開挖底線的15cm～20cm，且在拱腳位置使用一定的墊板及砂墊層，隨鎖腳錨桿實(shí)施鎖固。當(dāng)完成了下部開挖作業(yè)后，需及時(shí)對(duì)邊墻拱架進(jìn)行安裝，之后再利用縱向連接筋實(shí)施一體化統(tǒng)一連接。此外，對(duì)于已經(jīng)安裝完畢的拱架，需在其拱腳處使用鎖腳錨桿，并控制高程和橫向誤差不超過5cm、左右縱向誤差不超過5cm、垂直度誤差不超過2°，如此才可切實(shí)保證施工質(zhì)量。

圖2 鋼拱架

3 路橋隧道工程開挖支護(hù)施工的影響因素及預(yù)防措施

3.1 地區(qū)位置因素

由于我國(guó)疆域遼闊、跨越氣候帶較多，所以路橋隧道工程開挖支護(hù)施工受地區(qū)位置因素的影響較大。不同地區(qū)具有著不同的地質(zhì)條件，在實(shí)際路橋隧道工程開挖支護(hù)施工中，需充分根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件來(lái)選擇合理的施工技術(shù)及具體的施工作業(yè)方案，嚴(yán)禁照搬其他地區(qū)工程的施工作業(yè)方案，否則不但會(huì)造成施工難度增加，更會(huì)給工程埋下巨大的安全隱患。

3.2 建設(shè)規(guī)模因素

路橋隧道工程的實(shí)際規(guī)模在很大程度上影響著其開挖支護(hù)施工，尤其是工程的開挖周長(zhǎng)、開挖深度等，均直接決定了具體開挖支護(hù)施工技術(shù)的選擇。在實(shí)際路橋隧道工程開挖支護(hù)施工中，必須要充分結(jié)合工程規(guī)模來(lái)選擇合理的施工技術(shù)及具體的施工作業(yè)方案，確保施工技術(shù)和施工作業(yè)方案能夠有效滿足相關(guān)安全等級(jí)要求。

3.3 使用年限因素

不同路橋隧道工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限各不相同，這也會(huì)對(duì)實(shí)際施工產(chǎn)生一定的影響，因此在實(shí)際路橋隧道工程開挖支護(hù)施工中，應(yīng)對(duì)工程支護(hù)結(jié)構(gòu)的使用年限問題做充分考慮，據(jù)此選擇合理的施工技術(shù)及具體的施工作業(yè)方案。此外，若支護(hù)結(jié)構(gòu)超過了使用期限而未進(jìn)行回填，則需重新進(jìn)行相關(guān)安全鑒定。

3.4 周邊工程設(shè)施因素

在現(xiàn)實(shí)中，很多路橋隧道工程開挖支護(hù)施工都會(huì)對(duì)周邊工程設(shè)施造成不同程度的影響，所以周邊工程設(shè)施因素是其施工過程中不得不考慮的一項(xiàng)重要影響因素。例如，有時(shí)周邊工程設(shè)施比較老舊、基礎(chǔ)埋深較淺，甚至有的已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的開裂現(xiàn)象，在這種情況下，一旦再在周圍開展新的開挖支護(hù)施工，則極有可能會(huì)影響到老舊工程設(shè)施的安全。鑒于此，在實(shí)際路橋隧道工程開挖支護(hù)施工中，應(yīng)根據(jù)周邊工程設(shè)施的具體情況來(lái)選擇合理的施工技術(shù)及具體的施工作業(yè)方案。

4 結(jié)語(yǔ)

在路橋隧道工程開挖施工中，可根據(jù)實(shí)際情況選擇采用全斷面開挖法、分部開挖法、長(zhǎng)臺(tái)階法、短臺(tái)階法及超短臺(tái)階法等施工技術(shù)；在開挖支護(hù)施工中，則可根據(jù)實(shí)際情況選擇采用錨桿和錨噴支護(hù)、鋼筋網(wǎng)支護(hù)、灌漿加固支護(hù)、超前小導(dǎo)管開挖支護(hù)、鋼拱架支護(hù)等支護(hù)形式及施工技術(shù)。同時(shí)，不僅要合理選擇施工技術(shù)，還要充分把握好相關(guān)施工要點(diǎn)，并對(duì)相關(guān)施工影響因素采取有效措施預(yù)防。