路桥隧道工程开挖支护的施工要点

2021-03-22王力钦

运输经理世界 2021年4期

王力钦

（江苏海通建设工程有限公司，江苏连云港222000）

1 路桥隧道工程中的开挖技术及施工要点

1.1 全面开挖法

全面开挖法是指沿着路桥隧道工程巷道进行断面开挖工作，借助施工机械设备如钻孔车等，在隧道全断面施工区域中实施钻孔作业、连线作业、单次爆破成型作业，再在隧道的开挖面操作钻孔车等施工机械设备，重复开展钻孔作业、连线作业以及单次爆破成型作业。然后根据施工规范将初期支护结构初步搭建起来，随后根据隧道二次衬砌施工作业指导书进行施工作业，确保构建的路桥隧道支护体系具有优异的稳定性和安全性。常见的有护板全断面开挖方式和掘进机护板全断面开挖方式，施工人员需要全面掌握施工现场的实际情况以及围岩土体结构的分布位置，在此基础上进行合理选择，确保开挖方式的有效性和实用性。施工单位需要制定科学合理的施工流程，明确规定、细致划分各施工工序，确保施工人员严格按照施工流程和施工工序开展作业。在进行隧道开挖作业时，如果选用的是钻孔爆破法，爆破作业前，施工负责人需要及时清理爆破现场的闲杂人员和机械设备，并部署警戒线，爆破现场的所有施工人员需要佩戴安全帽和穿着工作装，保障施工人员的施工安全。在开挖作业施工中，隧道四周围岩是否需要铺设防水隔离层主要取决于施工现场的实际施工情况；进行二次筑模衬砌作业时，为了提高施工效率需要安排施工人员对混凝土进行初喷、复喷处理；当路桥隧道开挖距离达到相应要求后，就可以同步进行混凝土铺底施工，有效提升路桥隧道工程的施工效率[1]。

1.2 台阶法

台阶法是指进行路桥隧道开挖作业时，首先开挖路桥隧道上部的断面区域，等上部断面区域开挖一定距离后，再开挖隧道下部的断面区域，并且需要同步开展上部台阶开挖作业和下部台阶开挖作业。跟路桥隧道工程的其他开挖技术相比，应用台阶开挖技术不仅能够提高施工效率，还能降低前后作业的干扰度，提高下部隧道台阶开挖作业的安全系数。在应用台阶法时，需要综合考虑路桥隧道工程的实际施工情况，合理评估分析隧道支护的起始时间和闭合断面时间、隧道上台阶施工所需要使用的机械设备以及机械设备所需要的作业空间大小，根据施工现场的施工作业区域大小选择合适的施工机械设备，适宜的台阶开挖技术，确定好具体的施工形式。台阶开挖技术分为长台阶法、短台阶法、超短台阶法。

1.2.1 长台阶法。长台阶法仅仅需要开挖较小的面积，通过延长流水线来确保开挖面具有良好的稳定性。在实际应用中，需要合理把握上下台阶的施工长度，一般来说，上下台阶的长度需要控制在100m以内，这样就不用担心台阶长度过长导致施工现场封闭时间过长的问题，保证施工现场具有良好的通风效果，为排烟、排水工作的有序进行提供良好的基础条件。如果路桥隧道具有良好的围岩条件，而且施工周期充裕，施工过程中不需要使用大型的机械设备，满足这三种条件的基础上就可以使用长台阶法进行路桥隧道工程开挖作业，这样能够确保路桥隧道工程的整体施工质量得到显著提升[2]。

1.2.2 短台阶法。短台阶法适用于台阶长度在10～15m范围内的路桥隧道。应用短台阶法时，先使用少量的炸药使得上台阶轻微爆破，等出现土渣后，再安排施工人员和机械设备运送土渣，严格按照台阶长度合理确定爆破出渣时间。通常情况下，路桥隧道的台阶长度越长，爆破出渣时间越长。从短台阶法的实际应用情况来看，它的应用优势在于当路桥隧道开挖支护没有处于受力最佳状态下，能够有效缩短支护闭合时间，改善围岩状态和围岩体的抗压性，避免岩体变形情况的发生。需要注意的是，如果在路桥隧道工程中应用了短台阶法，就无法同时组织上下台阶施工作业。

1.2.3 超短台阶法。如果桥路隧道围岩等级属于5～6级，适合使用超短台阶法。究其原因，此类岩石结构的稳定性不好，进行开挖作业时塌方频率较高，施工安全系数不高，无法有效保障施工人员的生命安全，也严重影响了施工设备的正常作业，导致施工效率不高，通过应用超短台阶法能够有效解决这些不足和缺陷。在超短台阶法应用过程中，每开挖一小段距离就需要对其进行支护处理，这样才能确保支护环境的密集型，为开挖施工的安全性提供强有力保障。需要注意的是，在实际操作中，很多因素都会影响路桥隧道工程的施工质量和施工效果，最大的影响因素在于支护工程质量的好坏，施工人员需要严格控制支护工程的施工工艺，以确保整体工程质量得到有效提升。

2 路桥隧道工程中的支护技术及施工要点

2.1 锚杆支护技术

应用锚杆支护技术时，施工人员要想准确确定锚杆方位就需要对围岩级别、风化程度、岩层状态等数据指标进行综合考量，合理布置设定锚杆位置。如果路桥隧道分为多个施工段，施工人员还需要仔细查看各个施工段的水文条件和地质条件，根据条件的不同采取有针对性的设置方式，不能盲目使用相同的设置方式，避免影响支护技术的应用效果。在实际施工操作中，锚杆布设方向、间距、长度等需要垂直于岩层面，这样才能充分发挥出锚杆的悬吊作用。同时，施工人员需要充分展现锚杆组合的组合梁以及拱的作用。在目前的路桥隧道工程施工中，设计单位、施工单位的组织结构存在差异性，考虑问题的出发点也不同，如果两者之间缺乏有效的沟通和协调，必然会降低锚杆支护技术的施工水平。站在设计人员的立场，在设计方案时，需要实地勘察施工现场的水文地质条件。如果仅仅掌握了水文地质条件就进行方案设计工作，没有与施工人员进行沟通交流，那么在实际施工中，很可能出现工程实际地质情况与设计方案不符的情况，不得不变更设计方案。站在施工单位的立场，施工人员需要严格按照设计方案和设计图纸开展施工作业，如果设计部门没有及时变更设计图纸，施工人员还是要按照不合理的施工图纸进行施工，最终的结果就是，原始的支护锚杆间距和长度无法根据实际水文地质情况进行适当调整，锚杆数量很可能存在过多或过少的情况。一旦出现上述问题，不仅会浪费施工材料、人工成本和设备成本，还会降低施工效率，影响路桥隧道工程的施工质量和施工安全，同时也无法有效发挥锚杆的应用优势。由此可见，在应用路桥隧道工程支护施工技术时，设计单位、施工单位、施工人员需要经常沟通交流，加强合作，制定科学合理的设计施工方案，提高施工效率和质量。

2.2 钢筋网支护技术

进行路桥隧道工程支护作业时，钢筋网支护技术与锚杆支护技术一般是同时使用的，两者缺一不可。这主要是因为锚杆支护布设过程中会留下一定的间隙，分布密集性并不高，此种情况下，锚杆虽然能够有效固定周围的岩体，但是无法对距离锚杆支护较远位置的岩体进行有效约束，这就导致较远位置的岩体缺乏较高的稳定性，稍有不慎就会出现岩体坍塌事故，威胁施工人员的人身安全。通过搭配使用钢筋网支护技术，将钢筋网布设在锚杆的岩体周围，可以有效约束固定松散的岩石，这样对锚杆支护无法固定的盲区也能提高岩土的稳定性，提升施工现场的安全系数。钢筋网支护技术的施工要点如下：

2.2.1 进行工作面开挖作业时，需要为安装好的钢筋网提供支撑力，全面提升钢筋网的应用效果，为岩土强度的提升提供保障作用。

2.2.2 如果路桥隧道工程中的岩土具有较高的稳定性，就可以使用混凝土喷射法，在钢筋网和锚杆的接触位置均匀喷撒混凝土，使得岩体的安全性得以有效提升。

2.2.3 在铺设钢筋时，施工人员需要仔细查看各施工段岩体表面的起伏状况，根据实际的岩体起伏情况合理铺设钢筋网，保证铺设完成的钢筋网紧密贴实在岩体表面，两者间的空隙误差最好不超过3cm。

2.3 混凝土喷射支护技术

在路桥隧道工程中应用混凝土喷射支护技术，能够确保工程建设中岩体的稳定性得到有效提升，尤其是对于连接位置出现裂缝的岩体，使用此支护技术能够确保岩石具有良好的凝聚力，避免发生岩石坍陷、脱落、掉落现象，减少安全隐患。当路桥隧道工程开挖完成后，就需要对开挖的断面尺寸进行严格检查，然后借助多种技术手段和机械设备封闭处理围岩，提升围岩结构的稳定性，为后续施工建设打下坚实的基础。使用混凝土喷射支护技术时，通常使用湿喷机喷射混凝土，在操作过程中要保证施工工段干燥，避开有地下水的工段。拌料过程中依据设计规范流程和要求合理添加混凝土、速凝剂，确保配制比例的科学性和合理性。喷射过程中喷射距离为80～120cm，要垂直于岩面，喷射作业需要采用分段施工法，从上到下按顺序进行。