公路隧道工程建设的开挖支护施工及其管理

2017-03-10王剑

环球市场 2017年10期

关键词：钢架掘进机台阶

王剑

青海省高等级公路建设管理局

公路隧道工程建设的开挖支护施工及其管理

王剑

青海省高等级公路建设管理局

随着城市建设的快速推进，促进了公路交通基础设施建设的发展。公路隧道工程建设开挖支护施工是公路工程建设施工的组成部分，施工时要根据地质勘察的情况进行分析。然后与各种开挖方案进行结合。本文阐述了公路隧道工程建设的主要开挖施工方法，对公路隧道工程建设的开挖支护施工要点及其管理进行了探讨分析，旨在促进公路工程建设顺利实施。

公路工程建设；开挖施工方法；支护；施工要点；管理

一、公路隧道工程建设的主要开挖施工方法

公路隧道工程建设开挖施工方法主要有：(2)台阶法。台阶法也主要是在改进全断面一次开挖法的基础上演变来的，通常会用到围岩从全断面开挖到支护前期环节阶段持于稳定状态下的地层中。我国目前大概有70%的公路隧道工程建设都会采用这一方法。按照台阶长度的不同，台阶法一般可划分为长台阶法、短台阶法以及超短台阶法，施工中采用哪一种方法较合适，应从两方面的因素考虑：首先，对初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，要求闭合时间越短。其次，对上部断面施工中使用的开挖、支护等各环节设备所需施工场地大小的要求。若是软弱围岩，应以第一条为主并兼顾第二条，保证施工的安全，对于整体性好的围岩，应将重点放在怎样将机械设备效率全面发挥。(1)全断面开挖法。其是根据公路隧道工程建设设计轮廓进行一次爆破成型，再采用锚固支护与二次衬砌的方法来施工。全断面开挖法在Ⅰ～Ⅱ类整体性好的围岩中应用十分理想，若是在Ⅲ类围岩中进行使用，就要求围岩必须从全断面开挖到支护前期环节阶段持于稳定状态下。同时，施工现场还要有大型机械设备，隧道长度或者施工区段长度应保持适当距离。通常来说，不得低于1km，不然，采用大型设备施工难以获取较高的经济价值。

二、公路隧道工程建设的开挖支护施工要点分析

1、公路隧道工程建设的掘进机开挖施工要点。公路隧道工程建设的掘进机包括盾构和TBM，对于软土层隧道我们多采用盾构，对于岩石层隧道则采用TBM。隧道围岩是否可以挖掘可通过围岩的单抽抗压强度和耐磨性等因素来考虑，对软性围岩采用掘进机开挖的方式，能够有效的保持围岩的稳定性和防止坍塌，对围岩的影响小。并且掘进机开挖公路隧道方法多采用两步台阶法开挖，具体开挖高度则要通过岩石地质分析和掘进机的选择来确定，台阶长度一般采用长台阶，对于地质条件差的隧道可采用中长台阶法或者短台阶法开挖。

2、钢架及大拱脚钢架施工要点分析。(1)钢架施工。钢架在加工厂下料分节焊接制作，保证每节的弧度与尺寸符合设计要求，每节两端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接。钢架安装应严格控制其内轮廓尺寸，且预留沉降量，防止侵入衬砌净空，钢架与围岩间的间隙必须用喷射混凝土充填密实，保证支护与围岩密贴，控制围岩变形，两排钢架间用纵向连接钢筋连接，连接钢筋环向间距1m，以形成整体受力结构。(2)大拱脚钢架设计施工分析。围岩破碎自稳性差采取正台阶施工时，为确保开挖下台阶时上台阶结构稳定，在上台阶拱脚处设置大拱脚，大拱脚高1m，宽0.5m。大拱脚钢架施工是在上台阶开挖后，采用风镐人工修凿扩大拱脚，支立加工好的拱架后，喷射初期支护混凝土。大拱脚施工，任何一种支护措施都有其适用范围，大拱脚钢架支护形式主要适用于黄土等自稳性较好地质，正台阶法开挖施工。对薄层页岩等地质该法适用性较差，因上台阶开挖后修凿扩大拱脚需要一定时间，围岩开挖后不能及时支护，有可能造成围岩失稳坍塌。但隧道设计中，为加强软弱围岩支护措施，往往直接套用该措施，既不便于施工，又浪费材料，同时带来了更大的施工安全风险，故该法应谨慎采用。

3、喷射混凝土施工要点分析。喷射混凝土在隧道开挖后及时施作，尽早封闭围岩，喷射混凝土施工采用混凝土喷射机分段分层施作，喷射混凝土完成后及时养护。喷射混凝土应与围岩面可靠粘结，但实际施工中，由于隧道开挖施工存在超欠挖，使开挖轮廓不是完全平顺的轮廓面，增加了喷射混凝土施工难度，同时，加大了喷射混凝土工作量。于是，有的隧道工程施工中，在喷射混凝土前将开挖轮廓面较大的凹坑采用石棉板、木板等材料封盖后再施作喷射混凝土层，这样，既节约喷射混凝土材料，又减少了喷射作业工作量。

三、公路隧道工程建设的施工管理

公路隧道工程建设的施工管理主要表现为：(1)施工现场的管理。公路隧道工程建设施工过程中，必须加强现场组织管理，其目的主要是加强施工作业安全。施工过程中要进行爆破、钻眼、喷射混泥土、运输等工作，会导致隧道施工过程中产生大量有害气体，同时施工环境内拥有大量的粉尘，为了保证隧道内工作人员的生命健康，必须及时更换和净化隧道内的空气，保证施工环境新鲜空气的供给，降低隧道内有害气体和粉尘的浓度，从而保障工作人员在安全环境下施工，提高工程开展进度。因此，非常有必要完善隧道内各种通风设备。公路隧道客运隧道设计防水等级必须符合《地下工程防水技术规范》一级防水规范。(2)公路隧道工程建设施工的风险管理。在隧道施工过程中应特别注重安全生产即控制施工风险。常见的施工风险有不良地质、地质灾害、有害气体及高温、惯性事故等。隧道施工中的风险预测及规避对策，实质就是安全风险管理中的风险规划与控制，即确定了隧道施工中的风险项目与风险评估后，对隧道施工中的风险进行规避和控制，以尽可能地控制和避免安全事故的发生，运用科技手段、成熟技术、先进设备或可靠经验，有效降低隧道施工的工程成本。