高速公路隧道施工中的支护技术探析

姜龙飞 于薇

摘 要：高速公路隧道工程施工建设非常复杂，涉及到很多方面的内容，而且直接关系着整个工程项目施工质量。本文就隧道施工过程中的支护技术要点，结合个人的实践，提出一些建设性建议，以供参考。

关键词：高速公路工程 隧道 支护技术 研究

中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（c）-0020-02

高速公路工程施工建设过程中，施工作业人员通常会遇到地质断层以及破碎地带和岩层等不良地质，不利于施工作业。实践中，我们应当对隧道施工采取防护措施，通过支护来加固岩层，确保安全施工。在高速公路隧道支护施工过程中，需加强技术要点控制，具体从以下方面着手。

1 超前与初期支护

一般而言，隧道衬砌多选用的是复合式衬砌支护方式，超前支护过程中用到的是规格为Φ108mm的管棚，支护后开挖洞身并初喷混凝土，然后安装钢格栅或工字钢，并施工锚杆和钢筋网片，最后喷混凝土。其中拱、墙以及仰拱等位置联合支护，并且将其封闭成环。

1.1 小导管注浆

对于超前小导管而言，通常采用的规格为φ42mm，管壁的厚度为5mm，采用的是热轧无缝钢管。洞身按照台阶法工艺要求结合开挖轮廓线进行开挖，并在掌子面用钻机进行钻眼成孔，超前小导管施工安装好以后，利用压浆机注浆，形成钢管混凝土结构，从而对拱部位置起到加固作用。比如，老窝铺1号隧道弥勒端洞口覆土厚度为9～10m，围岩破碎、强度低，开挖后自稳能力差，地表沉降变形大，有随时坍塌的风险。老窝铺2号隧道弥勒端隧道拱顶覆盖厚度为 13.8～25m，隧道所处位置地质从上到下依次为杂填土、粉质粘土、粉质粘和全风化砂岩，其下为强风化及中风化砂岩。在上述工况条件下，采取了超前小导管注浆，在边墙部位采用了径向锚杆对围岩进行加固，从而保证隧道变形的控制。

1.2 管棚支护

实践中为确保深孔注浆质量，预注浆设计时需收集岩体现场数据资料，通过分析岩层的性质来决定注浆压力大小。同时，还要做好施工现场单孔注浆操作试验，准确把握浆液配比以及注浆量和凝结时间。在此过程中，为了能够有效确保施钻过程中孔位准确，纵向应当布设四榀型号为U25的钢支架，并且利用直径为Ф25mm的固定器将孔口管牢靠固定在钢拱架之上，然后按照设计要求使其与路线走向呈一定的仰角。在钻孔作业平台搭建过程中，利用旋转钻机进行施工作业。钻机架设时需确保其精确定位，要求钻机与钻进线路中心线保持一定的仰角，钻进时不能出现偏移或者倾斜现象。钻进施工过程中，如果出现了坍孔问题，则应当先注浆，然后再钻孔，从而起到护壁的作用，有利于维护孔壁的稳定性。从拱顶依次向下钻孔，先对有孔钢花管进行钻进，然后对其进行注浆并检查注浆质量。在此过程中，可利用地质岩芯钻杆+钻头来回进行扫孔，并且清除浮渣，保证孔径以及孔深满足设计要求，避免出现堵孔问题。在棚管顶进时，利用大孔引导以及棚管机钻进结合的施工方式，先对超过棚管径的引导孔进行钻进，再利用钻机的推力以及冲击力低速将钢管顶进。管棚与型钢拱架之间连接起来，并且支撑在型钢拱架之上。接头位置选用厚壁管箍方式进行施工操作，其上布满丝扣，然后将其缠丝起来，以此来保证连接安全可靠。管棚布设完成后，注入适量的水泥以及水玻璃浆。在注浆液和具体施工过程中，按照注浆顺序进行间隔排列，其中注浆液配比根据施工现场的实际地质条件由试验人员调配。

2 锚杆施工技术要点

2.1 组合锚杆

混凝土初喷后打锚杆，先利用红油漆按照预设的间距将孔位确定好，然后再用手风钻径向打孔。成孔以后利用高压风清孔处理，去除其中的碴屑并安装锚杆；根据设计要求将锚杆垫板安装好以后，将注浆管连接起来，并向其中注浆。在此过程中，应当先注无水孔，再注有水孔，通常从拱顶位置以此向下进行浇注。在此过程中若遇窜浆或者跑浆现象，则采用间隔一孔的方式进行注浆操作。注浆完成后，对下道工序进行混凝土喷射施工。

2.2 砂浆锚杆

鉆孔之前应当根据设计图纸以及围岩状况，确定孔位并予以标记。锚杆孔应当选用风钻钻孔方式，在钻孔之前需将锚杆长度标明，以便对钻孔深度进行有效控制；钻孔施工操作完成后应当利用高压风进行吹孔，将其中的积水以及岩粉彻底清理干净以后用塞子将孔口塞进，在岩面上将锚杆的位置标注出来。注浆时应当缓慢将注浆管向外抽出，保持管口埋于砂浆之中，以免出现空洞问题。抽出注浆管以后，立即对中将杆体插入其中，利用套筒用风钻进行冲击，使杆体强行插入钻孔。若孔口没有砂浆溢出，则需将杆体拔出来以后重新进行注浆。待杆体到位以后，利用小石子在孔口位置卡住，以免杆体从中滑出来。锚杆施工安装后，喷射混凝土，并在孔中装入药卷。

2.3 混凝土施工技术

高速公路隧道洞身初期支护过程中，利用规格为C20以及C25的混凝土，其厚度在5～30cm。在此过程中过程中，水泥选用的是普通硅酸盐水泥，其标号至少42.5，其中砂以中粗砂为宜，石子以碎石为宜。施工工序如下：喷射施工作业时，采用分段以及分片方式进行施工操作，自下而上进行作业，岩面凹洼较大处，应当先进行喷凹处理，将其找平。在隧道开挖操作完成后，对岩面进行立即喷射混凝土，以免岩体出现松弛问题。在后层喷射时，应当确保前层混凝土终凝以后方可进行，如果终凝后时间间隔超过1h，则需要再次进行喷射，并确保受喷面干净。同时，喷嘴应当与受喷面垂直，并且与受喷面有一定距离，通常以1.0～1.5m为宜。根据初喷以及复喷二次进行施工操作，初喷时的厚度应当保持在3～5cm，复喷时应当达到预设的厚度，其中钢架位置应当包裹起来，其厚度不小于2cm。

2.4 钢拱架施工技术

隧道工字钢钢拱架施工过程中，隧道围岩支护钢架纵距在50～70cm之间，在施工现场制作比例为1∶1的胎模平台，然后按照1∶1的比例放设钢模试拼大样。截割下料过程中，应当将上型钢置于上述胎模之上，然后将其固定好，并用乙炔焰加热至设计的深度，控制好胎模千斤顶使其能够将型钢压制成型。每一个单元接头板应当已弯制成型钢架单元有机的焊接起来，并且将加工好的各单元构件置于大样台上进行试拼，其中轮廓的误差不能超过3cm，而且各单元均采用螺栓进行连接固定。对于超挖相对较大的位置，建议利用浆砌片石对其进行镶补处理，如果拱、墙脚不稳定，则应当注意将松碴清除干净，并且利用混凝土对其进行填平。同时，利用槽钢沿着纵向进行铺设，保证钢拱架脚牢靠稳固。混凝土初喷以后，应当布设拱架，其中单元间利用螺栓进行连接，并且与定位锚杆进行焊接。其中，钢架、初喷层间隙，可利用骑马垫进行塞紧处理。

2.5 模筑混凝土衬砌技术

第一，混凝土搅拌。混凝土材料在搅拌站进行集中搅拌，并通过电子称进行计量，然后由专职人员对其进行定期抽检。浇筑混凝土时，采用泵送方式进行施工作业，同时还要对称灌注入模。实践中，利用插入式振捣器以及附着式振捣设备将混凝土捣固好以后，交替进行振捣，确保混凝土外光内实。

第二，混凝土养护以及脱模处理。入模混凝土终凝时，应当对其进行有效的养护管理。初期养生时应当避免受到振动，拆摸以后根据实际情况以洒水为主，并且对仰拱以及铺底等位置覆盖洒水。混凝土脱模以后，应当对其表面的小缺陷，比如麻面以及小错台等精心整修，以此来改善混凝土的外观。

第三，洞口位置，应当预留合适的伸缩缝。尤其是地下水较为丰富的高速公路隧道工程项目施工建设过程中，沉降缝以及伸缩缝均应当采取有效的防水处理措施。二次衬砌施工缝内需加设止水条，并且用铁钉将止水条钉在上组衬砌堵头板中间位置，以免二次衬砌施工过程中混凝土浇筑造成止水条脱落。

3 结语

总而言之，高速公路隧道施工过程中，应当加强支护技术要点控制，组织好堵水、引水以及排水和防渗漏工作，这样才能确保施工质量，同时降低施工安全隐患。

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