趙淑紅

濰坊交安公路工程有限公司

1 引言

公路隧道建設(shè)日新月異。為防止施工行為對周圍環(huán)境造成危害，必須合理應(yīng)用隧道開挖支護技術(shù)，使公路建設(shè)長期發(fā)展。公路隧道的施工方法主要有地下開挖法和明挖法，其中明挖法是先施工明挖隧道結(jié)構(gòu)，然后回填隧道結(jié)構(gòu)。隧道開挖的主要方法是不開挖隧道上方的土層，在地下開挖和施工隧道結(jié)構(gòu)。隧道開挖主要在大斷面和露天條件下進行。施工方法簡單，但土石方量大，對周圍植被生態(tài)危害嚴(yán)重。對于埋深較大的隧道，不建議采用開挖技術(shù)。山區(qū)公路隧道施工大多采用采礦法施工。其中，爆破錨桿是一種常用的掘進方法。

2 路橋隧道工程常見的開挖支護技術(shù)

2.1 路橋隧道全斷面開挖施工技術(shù)

結(jié)合實際施工情況，沿路橋工程隧道巷道的設(shè)計開挖斷面，操縱鉆孔車等施工機械設(shè)備，在隧道全斷面施工區(qū)域中開展鉆孔、連線作業(yè)，并組織單次爆破成型作業(yè)，再將鉆孔車等施工機械設(shè)備移動至隧道開挖面，重復(fù)開展上述施工作業(yè)，隨后構(gòu)建初期支護結(jié)構(gòu)、開展隧道二次筑模襯砌作業(yè)，以構(gòu)建起穩(wěn)定的路橋隧道支護體系。在應(yīng)用全斷面開挖施工技術(shù)時，需要注重結(jié)合實際施工情況，選擇適當(dāng)?shù)臉蚵匪淼篱_挖方式（如護板全斷面開挖方式、掘進機護板全斷面開挖方式等）;明確施工順序，嚴(yán)格遵循技術(shù)應(yīng)用規(guī)范條例組織開展施工作業(yè);在選擇鉆孔爆破方式開展隧道開挖作業(yè)時，需要在爆破作業(yè)開展前做好人員、設(shè)備與材料的清場作業(yè);結(jié)合實際施工情況，選擇是否在隧道四周圍巖上鋪設(shè)防水隔離層;在二次筑模襯砌作業(yè)環(huán)節(jié)中，組織開展混凝土初噴、復(fù)噴作業(yè)，用于提高施工效率;需要在隧道開挖一定距離后，同時開展混凝土鋪底作業(yè)。

2.2 路橋隧道臺階施工技術(shù)

這一技術(shù)的原理為，優(yōu)先對橋路隧道的上部斷面區(qū)域中組織開展開挖作業(yè)，并在其上部區(qū)域挖掘至一定距離后開展隧道下部斷面開挖作業(yè)，并同時組織上部臺階、下部臺階的隧道開挖作業(yè)。相較于其他橋路隧道開挖施工技術(shù)而言，臺階施工技術(shù)具有施工效率高、前后作業(yè)干擾小、下部隧道臺階開挖作業(yè)安全系數(shù)高等應(yīng)用優(yōu)勢。與此同時，也要根據(jù)不同橋路隧道工程對初期支護結(jié)構(gòu)閉合斷面的具體成形時間要求（路橋隧道圍巖越好、閉合時間要求越長），以及隧道上臺階施工作業(yè)中所配置各類施工機械設(shè)備對作業(yè)空間的具體要求，選擇正確的隧道臺階施工長度及施工形式。在臺階長度大于100m時，需要應(yīng)用長臺階法。在臺階長度于10m～15m時，需要應(yīng)用短臺階法，即一致而被開挖寬度。在臺階長度小于3m時，則需要應(yīng)用微臺階法。

3 隧道開挖

隧道掘進的基本原則是減少圍巖的擾動，選擇合適的掘進方法和方式，在保證圍巖穩(wěn)定的前提下，最大限度地提高掘進速度。在選擇開挖方法時，應(yīng)考慮圍巖的地質(zhì)條件及其變化。選擇的方法應(yīng)適應(yīng)地質(zhì)條件及其變化，并保證圍巖的穩(wěn)定性。同時保證了快速掘進，減少了對圍巖的擾動。坑的形成是隧道的開挖。對于開挖的隧道斷面，可以區(qū)分以下幾種方法：將計算斷面分為上部和下部進行二次成型。還有一些方法可以通過弧形導(dǎo)向井提前挖掘臺階的上部，稱為“臺階挖掘”。本方法適用于軟弱夾層區(qū)或節(jié)理發(fā)育區(qū)的Ⅲ、Ⅳ級圍巖。步驟可分為長、短和超短步驟。用步長法對其進行了修正。這一步使洞的跨度增加了一倍。它主要用于短臺階開挖遇到地面質(zhì)量、水流和工作面塌方的施工現(xiàn)場。第一種方法是利用遇到的圍巖短變形，提高施工安全性。隧道斷面局部開挖逐漸形成，一般采用局部開挖進行部分隧道的預(yù)挖，也可稱為預(yù)挖。最常用的方法有上下掘進法、上掘進法、單臂掘進法和雙壁掘進法。

4 公路隧道工程開挖支護施工的具體分析

4.1 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?；炷羾娚涫┕ぶ饕獞?yīng)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黏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(yīng)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(yīng)用此種方式，會導(dǎo)致支護和巖層之間存在較大空隙，相應(yīng)增加隧道安全隱患。

4.2 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(fēng)化程度、巖層狀態(tài)作為參考依據(jù)，合理布設(shè)錨桿位置。如果隧道工程內(nèi)涉及多個施工段，就會導(dǎo)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(shè)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(shè)計單位與施工企業(yè)隸屬于不同組織機構(gòu)，設(shè)計人員只是根據(jù)對水文地質(zhì)勘測情況進行方案設(shè)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(shè)計調(diào)整，而建設(shè)單位與監(jiān)理單位只認(rèn)準(zhǔn)設(shè)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(dǎo)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)開挖面錨桿過剩或者不足問題。該類問題會嚴(yán)重浪費施工材料，加大工程建設(shè)成本;同時無法發(fā)揮出錨桿的作用力，施工安全風(fēng)險比較大。

4.3 鋼架施工

鋼框架施工時，應(yīng)在工廠預(yù)制和焊接鋼框架，以確保每個鋼框架的尺寸和弧度符合設(shè)計要求。并用螺栓連接各節(jié)點的連接板端部進行焊接。在澆筑鋼結(jié)構(gòu)時，應(yīng)檢查內(nèi)部型材的尺寸，并應(yīng)提供沉降，以防止侵入襯砌空間。施工人員采用混凝土突出物填補鋼結(jié)構(gòu)與圍巖之間的空隙，保證了圍巖與支護的協(xié)調(diào)程度。此外，施工中應(yīng)控制圍巖變形。兩排鋼架采用縱向連接鋼筋連接，連接鋼筋間距限制在1m 以內(nèi)，形成整體受力結(jié)構(gòu)。公路隧道和橋梁施工中常用的施工方法有挖孔法。其中，明挖法基本上是先從地表開挖，然后對露天隧道的施工結(jié)構(gòu)進行合理的設(shè)計。這一過程完成后，隧道結(jié)構(gòu)將再次被覆蓋。地下開挖方法基本上是從地面開挖隧洞，在施工過程中不開挖隧洞上方的土層。其中，底部開挖方法又分為幾種不同的形式。如盾構(gòu)法、礦山法、掘進機法等，以巷道掘進為主的明挖法適用于巷道掘進。該方法相對簡單，易于實現(xiàn)。但是，開挖可能會對環(huán)境造成嚴(yán)重?fù)p害，例如破壞植被。因此，對于埋深較大的隧道，不宜采用露天開挖。礦山法主要用于山區(qū)隧道施工，也最常用于道路、橋梁和隧道施工。噴錨施工是最常用的開挖方法。

4.4 路橋隧道鋼筋網(wǎng)支護施工內(nèi)容

鋼筋網(wǎng)與錨桿支護屬于共同使用的支護方式。一般來說，錨桿支護的分布密度較為稀疏，而一些距離錨桿支護較遠(yuǎn)位置的巖體則穩(wěn)定性相對較差，而這些位置的巖體也是導(dǎo)致坍塌事故發(fā)生的主要原因。鋼筋網(wǎng)的使用能夠進一步提高錨桿支護的穩(wěn)定作用，解決錨桿支護所不能固定的盲區(qū)。鋼筋網(wǎng)支護，主要是指使用鋼筋網(wǎng)來提升巖土穩(wěn)定性的一種方法，此種方式通常是和錨桿支護技術(shù)相互結(jié)合起來應(yīng)用。對于錨桿支護中的錨桿空隙位置來講，一般應(yīng)用鋼筋網(wǎng)進行支護處理，這樣的話，能夠增強巖土的質(zhì)量。當(dāng)對工作面進行開挖之后，還需要安裝鋼筋網(wǎng)進行支撐處理，將鋼絲網(wǎng)自身的效果體現(xiàn)出來，以此確保巖土的強度。在巖土穩(wěn)定性較長的工程中，還可以適當(dāng)?shù)囊M噴射混凝土方法，將混凝土均勻地噴灑到鋼筋網(wǎng)和錨桿接觸位置，提升巖土的安全性。

4.5 提升路橋隧道工程開挖支護施工有效性的措施

在國民經(jīng)濟消費日益增長的背景下，對個人出行安全也提出了更高的要求。因此，在現(xiàn)階段加強和完善支護設(shè)計的施工監(jiān)理開挖作為企業(yè)發(fā)展的一部分，不斷完善開挖支護施工方案設(shè)計中的不足之處，在設(shè)計過程中有效地將生成的參數(shù)數(shù)據(jù)與施工人員的綜合素質(zhì)相結(jié)合，以使施工人員在設(shè)計過程中能夠更好地發(fā)揮作用，穩(wěn)步發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、橋梁技術(shù)和隧道掘進技術(shù)的飛速發(fā)展，支護設(shè)計可以在信息共享、開挖過程、支護施工階段等各個分支建立信息系統(tǒng)。在計算機系統(tǒng)中記錄了影響這一問題的因素，并對其進行了集成和分析。同時，在基坑支護設(shè)計中，可以通過BIM 軟件在信息系統(tǒng)中實現(xiàn)。一個三維模型的道路和橋梁隧道更全面的建設(shè)規(guī)劃。

5 結(jié)語

我國經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)地區(qū)、山區(qū)橋梁和隧道在應(yīng)用中具有相當(dāng)重要的意義，隧道工程在我國的建設(shè)中，就不同的建設(shè)地區(qū)和水文等因素的影響達(dá)成了一致意見，結(jié)合現(xiàn)場實際情況和鉆孔支護布置。希望本文對橋梁隧道開挖與支護方法的分析，能為有關(guān)方面所接受，通過在實踐中應(yīng)用先進技術(shù)，合理地提高我國隧道橋梁的質(zhì)量。同時，借鑒西方隧道開挖支護方法的成功經(jīng)驗。