隧道工程施工中的超前支护施工技术

雷承海

摘 要：在隧道工程修筑中，超前支护施工技术的应用有利于提升工程稳固性，因此目前此种技术已在隧道工程施工中得到了广泛应用。为增强对隧道工程中超前支护施工技术的了解，文章从地质勘察工作的阐述入手，分析了隧道工程中超前支护施工技术的施工工艺，而对超前支护施工技术在隧道洞口以及隧道洞身两个方面的应用展开了分析，希望可为隧道工程的优化开展提供参考与借鉴。

关键词：隧道工程;超前支护;地质勘查;施工技术

0 引言

隧道工程是山区道路施工中的常见工程，为保障边坡稳固性，需要应用支护设计与施工防止滑坡问题出现。超前支护施工技术应用时，需通过有效的技术手段实现支护结构与隧道的有机结合。然而受到地质条件、支护结构以及施工现场周边环境的影响，支护效果难以保证。因而需要合理进行超前支护施工技术的优化，从而将之在边坡稳定性提升方面的应用价值展现出来。

1 隧道施工前期的地质勘查

隧道工程常是在复杂性地理条件下进行施工，因而对施工技术的要求相对严格，必须于施工前进行详细的地质勘察。地质勘察的开展价值表现在几下两方面：

1.1 避免洞口坍塌事故发生

若是隧道工程于黄土质地理条件下施工，因此种地质结构松散性较强因而边坡难以保持稳定。若是黄土浅埋段高于1 km，并且断面较宽，隧道挖掘面积高于100 m2，则必须应用超前支护施工技术进行边坡加固，否则受到上部较大的压力作用影响会使黄土被水浸湿，进而会出现沉陷问题。自然水在遭遇局部隔水层阻滞的前提下仍可继续渗入，会破坏围岩的稳定性。因此在隧道洞口施工时，必然要通过超前支护技术的应用而防止洞口坍塌事故的出现。

1.2 可为施工准备提供依据

隧道洞口施工前准备工作是否充足，也是是否会出现坍塌事故的关键因素。采用明挖方式时，可根据勘察所收集的资料而进行有效支护措施的选择，且可与管棚施工进行结合应用，从而使明洞的稳定性进一步提升。在挖掘隧道时，也可以勘察结果为依据进行洞身的有效支护，可利用草签的方式取得理想的支护成效。二次衬砌施工时，可在首次衬砌基础上有效避免渗漏问题出现，提升预留洞的美观性，做好隧道路面的平整处理，从而增强岩层的稳定性效果。

2 隧道工程中超前支护的施工工艺分析

2.1 施工前的准备

超前支护施工开始前应合理进行施工机械设备的选择与准备。且挖掘时需预留出明洞至管棚位置之间的操作平台，应确保管棚施工中的鋼筋及钢管材料的力学性能符合标准，应加强材料进场前的质量检验工作。既要进行材料的抗拉性能检测，也要对其屈服度以及延伸率进行测定，还需通过实验确定这些材料的工艺性能，以确保所应用的钢管及钢筋质量均可达到设计规定的材料应用标准。

2.2 隧道管棚导向墙施工

修建隧道管棚导向墙时需要应用尺寸为2.0 m×0.7 m的混凝土护拱，需将套拱设置于明洞的衬砌外侧，且应确保其在轮廓线之外，紧密粘贴于隧道洞口的仰坡面之上。可在套拱内部利用工字钢拱架进行环向支撑的设置，且钢架外缘所应用的应为直径为13.3 cm、厚为6 cm的钢管材料，需采用焊接方式进行钢管与拱架的连接，采用对外的导向管插角方式可使之发挥出控制作用。可采用拼装法进行导向墙立模的顶模处木模板的拼装，利用原层作为边模及底模的模板。

2.3 钻机作业平台搭设施工

应利用脚手管、采用从上至下、先两边后中间的原则进行钻机作业平台的搭设施工。应确保脚手管的稳固发生连接，以免钻孔作业时因脚手管连接不够牢固而使钻机出现摆动问题，这会对钻孔的质量产生直接影响。

2.4 钻孔施工

应利用潜孔钻机作为孔洞钻进设备，并应对钻机立轴位置进行明确，并采取严格的控制措施，以免钻机作业时出现孔洞位置偏差问题，从而保证钻孔质量。孔洞钻进之前，应利用测斜仪精准进行钻进角度的测量，并于测量过程中密切进行测量结果的观察，一旦出现偏斜问题应立即纠正。孔洞的钻进直径通常应介于12 cm～12.7 cm之间，深度不可高于5 cm。

2.5 清理钻孔、检验钻孔深度及质量

钻孔完成后，应立即进行孔洞内杂物的清理，并应测量其钻进深度是否符合设计要求，若已达标还应严格检验钻孔质量，确保深度及质量均符合标准后便可进入管棚安装施工阶段。

2.6 管棚施工

通常是利用直径为10.8 cm的热轧无缝钢管作为管棚的制作材料，且应于管壁之上进行梅花型打孔，孔洞之间的钻进距离应以15 cm为宜，且钻孔直径应为1.2 cm，且应于钻孔的尾部预留出0.35 cm的位置，不可于此处进行钻孔，可利用其进行灌浆的中止控制。

2.7 钢管顶入施工

钢管顶入施工时既可采用人工施工法，也可利用机械设备，应利用长15 cm的丝扣作为钢管头处的连接物。钢管结构之间的距离应高于1 m。且一侧断面之上的钢管接头数应控制在纵向接头数的50%之内。

2.8 注浆施工

注浆施工前应按照设计配比进行水泥砂浆的调配，并可利用机械注浆方式将之灌入到钻好的孔洞之中。应在注浆开始前先进行注浆试验，将注浆压力控制在2 MPa之上。

3 隧道工程中超前支护施工技术的具体应用

3.1 在隧道洞口施工中的应用

可利用机械设备进行隧道洞口的土方挖掘。施工前应先进行截水沟的设置，以便于积水的有效排出。同时，应对施工现场的地质结构进行科学分析，了解围岩结构，可利用专用仪器进行围岩结构的探测，而后结合勘测到的地质及围岩结构的信息而进行洞口土方挖掘方案的制定，从而为土方开挖工作提供详细准确的数据依据。洞口施工中应利用超前支护技术做好支护防御，以免因地质条件或水文环境的影响而使施工中出现洞口坍塌事故。在施工中应实时监测施工的整个过程，严格进行各项施工中的数据测量，测量隧道拱顶时，也应合理进行钢支撑的应用与控制，以免拱顶出现沉陷问题。

3.2 在隧道洞身开挖施工中的应用

掘进隧道洞身时，应开展全面的施工监测，并做好技术指导，从而使洞身挖掘保持良好的稳定性。通常应以围岩中心作为隧道洞身的开挖处，可采用轻微爆破进行围岩的炸开，且应根据超前支护施工原则而进行支护稳固性的提升。

3.2.1 加强管棚及围岩结构的支护

对管棚进行超前支护施工时，应着重进行下部挖掘时的支护效果提升。可利用尺寸为4×25 cm的中空锚杆作为施工工具，并将之设置为梅花形。围岩封闭时，应利用钢拱及挂网进行围岩结构的支撑。需要分层进行混凝土的喷射，并要对喷射厚度进行合理的控制，以使之与设计标准相符。岩层支护时，也可采用分层方式进行混凝土材料喷涂，且厚度应以25 cm为宜。

3.2.2 做好隧道支护中的排水设置

隧道洞身支护施工时，做好排水设置极为关键，可利用排水滤层以及横向排水管的合理设置将隧道中的水流引入盲沟，从而达到排水效果。盲沟便是排水沟的外层，可应固定于喷锚层之上。可利用土工布进行衬砌层背部防水卷材及衬砌层的隔离，从而可于排水时发挥出一定的缓冲效果。混凝土材料是二次衬砌时的主要原料，可利用输送泵进行混凝土材料的泵送。应严格遵循施工环节进行各项工序的开展，以免隧道工程施工中因道路不够通畅而影响施工进度。

4 结语

隧道工程施工中边坡的挖掘易出现滑坡问题，因此需要应用超前支护施工技术进行坡面加固，以使之得到稳固支撑。由于超前支护施工工序复杂、施工难度高，因而在具体施工中应严格遵循施工工艺流程而开展，且应保证各施工环节中施工技术的科学应用，以便于发挥出超前施工技术在洞口及洞身挖掘中的支护效果，从而保证隧道工程施工的高效且优质开展。

参考文献：

[1]杨飞隆.道路隧道工程中的超前支护施工技术探讨[J].黑龙江交通科技，2020，43（2）：146-147.

[2]刘清源，李林.道路隧道工程中超前支护施工技术的运用[J].建筑工程技术与设计，2018（34）：673.