高速公路隧道软弱围岩开挖支护施工质量控制要点分析

2021-04-03李强王佑取

中国设备工程 2021年24期

李强，王佑取

（江西科力咨询监理有限公司，江西南昌 330000）

1 高速公路隧道软弱围岩常用开挖技术

1.1 三台阶法加临时仰拱

该方法适用于围岩结构稳定性较差的Ⅴ级围岩施工，在具体的施工操作中，该施工方法的具体应用工序为：首先，对上台阶结构进行弱爆破开挖操作，完成该操作后，需要对结构进行初期支护操作，可以选用118型钢对结构进行临时支撑。其次，对中台阶进行开挖，将其作为隧洞的主体承重结构，完成操作后，需要对其进行另一侧的初期支护，提高围岩结构的稳定性，此时需要在结构处铺设网片，提高结构的基础强度，同时借助喷浆将临时仰拱进行封闭，提升接触结构的稳定性。最后，对下台阶结构进行开挖，在施工的过程中需要做好一侧的初期支护，同时，还需要对仰拱位置进行混凝土填充，并做好材料的分析工作，根据数据分析结果，选择恰当的二次衬砌施工时间，同时将之前的临时支撑进行拆除，以二次衬砌作为主要的承重结构。

1.2 台阶法

进行软弱围岩开挖作业时，台阶法也属于常用的开挖方法，结合实际应用情况，常用的台阶法包括正台阶法与反台阶法。从实际应用情况来看，具体作业顺序如下：（1）进行隧道开挖作业时，需要提前在既定位置处开始上台阶开挖作业，同时在台阶施工完成后，也需要对其进行初期支护，借此提升上台阶施工后的稳固性。（2）对隧道下台阶进行开挖，开挖结束后按要求进行初期支护，细化各作业环节内容，提高开挖结果的安全性。（3）完成上述作业内容后，也需要及时开展开挖仰拱作业，期间也需要及时完成二次衬砌作业，以提升结构的综合强度。

1.3 三台阶法加临时横撑

进行软弱围岩施工时，也会使用到三台阶法加临时横撑的作业方法，在具体作业期间，也需注意以下几点：第一，按要求在上台阶处完成弱爆破开挖施工，随后对其进行初期支护，多使用118型钢作为支撑结构，提升上台阶开挖结果的可靠性。第二，进行中台阶开挖作业，这也是隧道的主要承重体系，搭配着另一侧结构的初期支护，组成稳定的隧道支撑体系。第三，进行下台阶开挖作业时，也需要及时做好另一侧支护处理，并利用混凝土进行填充，结合二次衬砌作业技术，提高承重结构的稳定性。

1.4 双侧壁导坑法

进行隧道软弱围岩开挖作业时，双侧壁导坑法也属于常用开挖方法，在实际应用中，其作业步骤如下：第一，按要求在上台阶处完成弱爆破开挖施工，随后对其进行初期支护，确保结构稳固性后，也会利用弱爆法开始软弱围岩第二部分的开挖，搭配支护技术来提高该部分作业结果的稳定性。第二，参考上述方法对其他区域进行作业，期间也会使用临时钢架来作为支护结构，并对导坑周边进行墙基础和仰拱混凝土施工，得到稳固性较高的作业结构。第三，等待填充混凝土完成初凝后，也会在该位置继续填充混凝土，直到达到预期作业高度，提升结构的成型强度。

2 高速公路隧道软弱围岩常用支护技术

2.1 喷射混凝土支护技术

作为常用支护技术之一，在其应用过程中，需注意以下作业内容。

（1）对于作业面进行简单清理，对于已经出现严重破坏、松动的岩石，也需要及时做好清理工作，随后对表面进行清洗，确保结构表面的湿润度。

（2）提前做好混凝土的制备工作，目前所使用较多的水泥材料以普通硅酸盐水泥为主，搭配30μm超细水泥，水灰比调整到0.7～1.0，确保混凝土的流动性与贴合性。

（3）在喷射过程中，多采用分段或者分片的方式来完成施工，期间的喷射顺序为从下部依次向上，而喷射段的长度需调控在6.0m以下，搭配螺旋移动的方法完成喷射活动，和围岩表面之间的间距需保持1.0m，确保喷射过程的有序性。

（4）在初次喷射时，其厚度需保持在4～6cm，复喷时厚度需保持在6cm，按要求进行养护处理，养护周期不可小于10d，以提高围岩支护结果的可靠性。

2.2 锚杆支护技术

作为常用支护技术之一，在其应用过程中，需注意以下作业内容：第一，做好机具准备工作，常用机具包括钻孔机具、锚杆、钻头等，根据前期采集资料对机具基础情况进行管控，如钻机运行功率、钻孔成孔直径、锚杆材质等，确保此类参数的合规性。第二，科学布设锚杆位置，此类参数需要根据基础参数完成计算工作，从而在断面上科学布设钻孔点。第三，控制钻杆的钻进速度，在遇到较为坚硬的岩石后，也需要及时调整钻进参数，确保钻头可以稳定钻进既定标高。第四，将锚杆固定在钻孔中，并沿着锚杆注入混凝土浆液，搭配合理的封底施工，提升锚杆固定结果的可靠性。

3 软弱围岩开挖支护施工质量控制要点

3.1 做好基础准备工作

为了确保软弱围岩开挖支护工作的有序进行，需要按要求完成基础准备工作，具体工作内容如下：第一，在隧道软弱围岩作业期间，需要提前15天有序安排施工组织、施工设备、施工材料的进场工作，为后续作业活动的顺利开展奠定基础。第二，隧道工程正式作业期间，也需要遵循洞口施工方案细则展开作业，期间也需要做好隧道支护过程的监控工作，以确保主洞施工过程的有序性。第三，加强现场制度管理，认真落实制度中的相关内容，对于违规情况进行及时处理，搭配责任制度细化责任内容，以提高施工人员对工作的重视程度，确保后续作业活动的有序进行。

3.2 合理选择开挖及支护技术

基于实际情况合理选择开挖及支护技术，可以提升所选技术的适用性，提升隧道工程的开挖与支护效果。从实际应用情况看，在具体实践中应注意以下几点：（1）对隧道软弱围岩的基础情况进行分析，如软弱围岩长度、裂隙密集度、裂隙发育状态、渗水情况等，从而对软弱围岩基础情况进行客观分析。（2）利用信息技术建立技术整理体系，在体系中会对目前市面上流通的开挖技术、支护技术进行分析，包括技术适用范围、参考作业成本、技术作业效果、施工风险等级等，基于基础资料筛选出最合适的开挖技术和支护技术，从而确保所选技术的可靠性。

3.3 梳理技术应用工序

在完成技术选择工作后，也要做好技术应用工序的梳理工作，确定每个工序节点需要注意的内容，确保各环节施工质量的合规性。从实际应用情况来看，在该环节的质量控制中，应注重以下内容：第一，根据基础资料匹配恰当地开挖技术、支护技术，同时对技术应用顺序进行梳理，将其细分为若干个施工阶段，并且明确不同施工阶段质量管理要点，拟定合理的工序管理计划。第二，做好技术应用前的模拟工作，多利用BIM技术来搭建虚拟实验，在虚拟实验室中，会结合软弱围岩基础资料建立虚拟作业环境，将技术应用参数录入实验中，了解质量控制措施的合规性，及时做好修正工作，提高所拟定施工质量措施的合理性。

3.4 做好技术交底工作

在隧道工程软弱围岩施工期间，也需要做好技术交底工作，具体应用内容如下：第一，提前梳理好软弱围岩支护技术、开挖技术应用工序的梳理工作，明确技术应用过程中的要点。第二，做好施工前的技术交底工作，和施工人员做好相应的沟通工作，使其可以明确技术应用流程和注意事项，并且在施工前也需要进行能力测试，筛选满足要求的作业人员参与施工活动中，以降低人为因素对作业质量的干扰性，提高各环节作业质量的合规性。第三，技术人员在施工期间，也需要参与其中为施工人员提供技术指导，从而减少质量问题的发生概率。