隧道工程开挖支护的施工措施分析

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摘要：近年来，随着我国政府治理模式的转变，逐渐将治理重心倾斜于建设国家基础建设工程方向中，并取得诸多显著成果。而在路桥隧道工程建设过程中，由于施工作业环境较为复杂恶劣，因此要应用多项开挖支护施工技术，构建隧道工程支护结构，提供相对安全的作业环境。但路桥隧道工程开挖支护作业具有流程复杂、施工要点众多的特征，由于人为因素出现各类施工安全事故，造成严重消极影响，因此本文对路桥隧道工程开挖支护技术的主要施工要点开展分析。

关键词：路桥隧道工程；开挖支护；施工要点研究

1引言

公路隧道建设日新月异。为防止施工行为对周围环境造成危害，必须合理应用隧道开挖支护技术，使公路建设长期发展。公路隧道的施工方法主要有地下开挖法和明挖法，其中明挖法是先施工明挖隧道结构，然后回填隧道结构。隧道开挖的主要方法是不开挖隧道上方的土层，在地下开挖和施工隧道结构。隧道开挖主要在大断面和露天条件下进行。施工方法简单，但土石方量大，对周围植被生态危害严重。对于埋深较大的隧道，不建议采用开挖技术。山区公路隧道施工大多采用采矿法施工。其中，爆破锚杆是一种常用的掘进方法。

2路桥隧道工程常见的开挖支护技术

2.1路桥隧道全断面开挖施工技术

结合实际施工情况，沿路桥工程隧道巷道的设计开挖断面，操纵钻孔车等施工机械设备，在隧道全断面施工区域中开展钻孔、连线作业，并组织单次爆破成型作业，再将钻孔车等施工机械设备移动至隧道开挖面，重复开展上述施工作业，随后构建初期支护结构、开展隧道二次筑模衬砌作业，以构建起稳定的路桥隧道支护体系。在应用全断面开挖施工技术时，需要注重结合实际施工情况，选择适当的桥路隧道开挖方式（如护板全断面开挖方式、掘进机护板全断面开挖方式等）;明确施工顺序，严格遵循技术应用规范条例组织开展施工作业;在选择钻孔爆破方式开展隧道开挖作业时，需要在爆破作业开展前做好人员、设备与材料的清场作业;结合实际施工情况，选择是否在隧道四周围岩上铺设防水隔离层;在二次筑模衬砌作业环节中，组织开展混凝土初喷、复喷作业，用于提高施工效率;需要在隧道开挖一定距离后，同时开展混凝土铺底作业。

2.2路桥隧道台阶施工技术

这一技术的原理为，优先对桥路隧道的上部断面区域中组织开展开挖作业，并在其上部区域挖掘至一定距离后开展隧道下部断面开挖作业，并同时组织上部台阶、下部台阶的隧道开挖作业。相较于其他桥路隧道开挖施工技术而言，台阶施工技术具有施工效率高、前后作业干扰小、下部隧道台阶开挖作业安全系数高等应用优势。与此同时，也要根据不同桥路隧道工程对初期支护结构闭合断面的具体成形时间要求（路桥隧道围岩越好、闭合时间要求越长），以及隧道上台阶施工作业中所配置各类施工机械设备对作业空间的具体要求，选择正确的隧道台阶施工长度及施工形式。在台阶长度大于100m时，需要应用长台阶法。在台阶长度于10m~15m时，需要应用短台阶法，即一致而被开挖宽度。在台阶长度小于3m时，则需要应用微台阶法。

3隧道开挖

隧道掘进的基本原则是减少围岩的扰动，选择合适的掘进方法和方式，在保证围岩稳定的前提下，最大限度地提高掘进速度。在选择开挖方法时，应考虑围岩的地质条件及其变化。选择的方法应适应地质条件及其变化，并保证围岩的稳定性。同时保证了快速掘进，减少了对围岩的扰动。坑的形成是隧道的开挖。对于开挖的隧道断面，可以区分以下几种方法：将计算断面分为上部和下部进行二次成型。还有一些方法可以通过弧形导向井提前挖掘台阶的上部，称为“台阶挖掘”。本方法适用于软弱夹层区或节理发育区的Ⅲ、Ⅳ级围岩。步骤可分为长、短和超短步骤。用步长法对其进行了修正。这一步使洞的跨度增加了一倍。它主要用于短台阶开挖遇到地面质量、水流和工作面塌方的施工现场。第一种方法是利用遇到的围岩短变形，提高施工安全性。隧道断面局部开挖逐渐形成，一般采用局部开挖进行部分隧道的预挖，也可称为预挖。最常用的方法有上下掘进法、上掘进法、单臂掘进法和双壁掘进法。

4公路隧道工程开挖支护施工的具体分析

4.1混凝土喷射施工

第一，开挖隧道结束后，及时开展混凝土喷射处理，在规定时间内闭合围岩。混凝土喷射施工主要应用混凝土喷射机开展分层操作，完成混凝土喷射处理后必须及时做好养护。第二，一般来说，在施工过程中必须有效黏接围岩面与喷射混凝土。然而在具体施工中，隧道经常出现超挖问题，从而加大混凝土喷射施工难度，相应增加混凝土喷射施工量。在隧道工程施工过程中，个别施工单位可能使用木板和石棉板封盖大轮廓面的超挖凹坑，同时开展混凝土层喷射作业，以此来节省混凝土喷射材料，减少喷射施工量，但是应用此种方式，会导致支护和岩层之间存在较大空隙，相应增加隧道安全隐患。

4.2锚杆施工技术

一般情况下，在选择锚杆方位时，需要按照围岩级别、风化程度、岩层状态作为参考依据，合理布设锚杆位置。如果隧道工程内涉及多个施工段，就会导致不同区域的水文地质情况不同，极易产生明显差异。所以从理论角度看，锚杆布设的方向、间距与长度都必须垂直于岩层面，这样才可以全面发挥出锚杆的悬吊作用。在施工期间，施工人员必须充分展现出锚杆的组合梁与拱的作用。但是在具体工程实践中，多数设计单位与施工企业隶属于不同组织机构，设计人员只是根据对水文地质勘测情况进行方案设计，在具体施工中，无法按照工程实际地质情况实时进行设计调整，而建设单位与监理单位只认准设计方案与图纸要求，此时施工企业也只能按照图纸施工，极易导致初期支护锚杆无法按照水文地质，对长度与间距进行调整，同时出现开挖面锚杆过剩或者不足问题。该类问题会严重浪费施工材料，加大工程建设成本;同时无法发挥出锚杆的作用力，施工安全风险比较大。

4.3钢架施工

钢框架施工时，应在工厂预制和焊接钢框架，以确保每个钢框架的尺寸和弧度符合设计要求。并用螺栓连接各节点的连接板端部进行焊接。在浇筑钢结构时，应检查内部型材的尺寸，并应提供沉降，以防止侵入衬砌空间。施工人员采用混凝土突出物填补钢结构与围岩之间的空隙，保证了围岩与支护的协调程度。此外，施工中应控制围岩变形。两排钢架采用纵向连接钢筋连接，连接钢筋间距限制在1m以内，形成整体受力结构。公路隧道和桥梁施工中常用的施工方法有挖孔法。其中，明挖法基本上是先从地表开挖，然后对露天隧道的施工结构进行合理的设计。这一过程完成后，隧道结构将再次被覆盖。地下开挖方法基本上是从地面开挖隧洞，在施工过程中不开挖隧洞上方的土层。其中，底部开挖方法又分为几种不同的形式。如盾构法、矿山法、掘进机法等，以巷道掘进为主的明挖法适用于巷道掘进。该方法相对简单，易于实现。但是，开挖可能会对环境造成严重损害，例如破坏植被。因此，对于埋深较大的隧道，不宜采用露天开挖。矿山法主要用于山区隧道施工，也最常用于道路、桥梁和隧道施工。喷锚施工是最常用的开挖方法。

4.4路桥隧道钢筋网支护施工内容

钢筋网与锚杆支护属于共同使用的支护方式。一般来说，锚杆支护的分布密度较为稀疏，而一些距离锚杆支护较远位置的岩体则稳定性相对较差，而这些位置的岩体也是导致坍塌事故发生的主要原因。钢筋网的使用能够进一步提高锚杆支护的稳定作用，解决锚杆支护所不能固定的盲区。钢筋网支护，主要是指使用钢筋网来提升岩土稳定性的一种方法，此种方式通常是和锚杆支护技术相互结合起来应用。对于锚杆支护中的锚杆空隙位置来讲，一般应用钢筋网进行支护处理，这样的话，能够增强岩土的质量。当对工作面进行开挖之后，还需要安装钢筋网进行支撑处理，将钢丝网自身的效果体现出来，以此确保岩土的强度。在岩土稳定性较长的工程中，还可以适当的引进喷射混凝土方法，将混凝土均匀地喷洒到钢筋网和锚杆接触位置，提升岩土的安全性。

4.5提升路桥隧道工程开挖支护施工有效性的措施

在国民经济消费日益增长的背景下，对个人出行安全也提出了更高的要求。因此，在现阶段加强和完善支护设计的施工监理开挖作为企业发展的一部分，不断完善开挖支护施工方案设计中的不足之处，在设计过程中有效地将生成的参数数据与施工人员的综合素质相结合，以使施工人员在设计过程中能够更好地发挥作用，稳步发展。随着网络技术、桥梁技术和隧道掘进技术的飞速发展，支护设计可以在信息共享、开挖过程、支护施工阶段等各个分支建立信息系统。在计算机系统中记录了影响这一问题的因素，并对其进行了集成和分析。同时，在基坑支护设计中，可以通过BIM软件在信息系统中实现。一个三维模型的道路和桥梁隧道更全面的建设规划。

5结语

我国经济欠发达地区、山区桥梁和隧道在应用中具有相当重要的意义，隧道工程在我国的建设中，就不同的建设地区和水文等因素的影响达成了一致意见，结合现场实际情况和钻孔支护布置。希望本文对桥梁隧道开挖与支护方法的分析，能为有关方面所接受，通过在实践中应用先进技术，合理地提高我国隧道桥梁的质量。同时，借鉴西方隧道开挖支护方法的成功经验。

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作者：赵淑红  单位：潍坊交安公路工程有限公司