公路隧道工程建設的開挖支護施工及其管理

王 劍

青海省高等級公路建設管理局

公路隧道工程建設的開挖支護施工及其管理

王 劍

青海省高等級公路建設管理局

隨著城市建設的快速推進，促進了公路交通基礎設施建設的發展。公路隧道工程建設開挖支護施工是公路工程建設施工的組成部分，施工時要根據地質勘察的情況進行分析。然后與各種開挖方案進行結合。本文闡述了公路隧道工程建設的主要開挖施工方法，對公路隧道工程建設的開挖支護施工要點及其管理進行了探討分析，旨在促進公路工程建設順利實施。

公路工程建設；開挖施工方法；支護；施工要點；管理

一、公路隧道工程建設的主要開挖施工方法

公路隧道工程建設開挖施工方法主要有：(2)臺階法。臺階法也主要是在改進全斷面一次開挖法的基礎上演變來的，通常會用到圍巖從全斷面開挖到支護前期環節階段持于穩定狀態下的地層中。我國目前大概有70%的公路隧道工程建設都會采用這一方法。按照臺階長度的不同，臺階法一般可劃分為長臺階法、短臺階法以及超短臺階法，施工中采用哪一種方法較合適，應從兩方面的因素考慮：首先，對初期支護形成閉合斷面的時間要求，圍巖越差，要求閉合時間越短。其次，對上部斷面施工中使用的開挖、支護等各環節設備所需施工場地大小的要求。若是軟弱圍巖，應以第一條為主并兼顧第二條，保證施工的安全，對于整體性好的圍巖，應將重點放在怎樣將機械設備效率全面發揮。(1)全斷面開挖法。其是根據公路隧道工程建設設計輪廓進行一次爆破成型，再采用錨固支護與二次襯砌的方法來施工。全斷面開挖法在Ⅰ～Ⅱ類整體性好的圍巖中應用十分理想，若是在Ⅲ類圍巖中進行使用，就要求圍巖必須從全斷面開挖到支護前期環節階段持于穩定狀態下。同時，施工現場還要有大型機械設備，隧道長度或者施工區段長度應保持適當距離。通常來說，不得低于1km，不然，采用大型設備施工難以獲取較高的經濟價值。

二、公路隧道工程建設的開挖支護施工要點分析

1、公路隧道工程建設的掘進機開挖施工要點。公路隧道工程建設的掘進機包括盾構和TBM，對于軟土層隧道我們多采用盾構，對于巖石層隧道則采用TBM。隧道圍巖是否可以挖掘可通過圍巖的單抽抗壓強度和耐磨性等因素來考慮，對軟性圍巖采用掘進機開挖的方式，能夠有效的保持圍巖的穩定性和防止坍塌，對圍巖的影響小。并且掘進機開挖公路隧道方法多采用兩步臺階法開挖，具體開挖高度則要通過巖石地質分析和掘進機的選擇來確定，臺階長度一般采用長臺階，對于地質條件差的隧道可采用中長臺階法或者短臺階法開挖。

2、鋼架及大拱腳鋼架施工要點分析。(1)鋼架施工。鋼架在加工廠下料分節焊接制作，保證每節的弧度與尺寸符合設計要求，每節兩端均焊連接板，節點間通過連接板用螺栓連接。鋼架安裝應嚴格控制其內輪廓尺寸，且預留沉降量，防止侵入襯砌凈空，鋼架與圍巖間的間隙必須用噴射混凝土充填密實，保證支護與圍巖密貼，控制圍巖變形，兩排鋼架間用縱向連接鋼筋連接，連接鋼筋環向間距1m，以形成整體受力結構。(2)大拱腳鋼架設計施工分析。圍巖破碎自穩性差采取正臺階施工時，為確保開挖下臺階時上臺階結構穩定，在上臺階拱腳處設置大拱腳，大拱腳高1m，寬0.5m。大拱腳鋼架施工是在上臺階開挖后，采用風鎬人工修鑿擴大拱腳，支立加工好的拱架后，噴射初期支護混凝土。大拱腳施工，任何一種支護措施都有其適用范圍，大拱腳鋼架支護形式主要適用于黃土等自穩性較好地質，正臺階法開挖施工。對薄層頁巖等地質該法適用性較差，因上臺階開挖后修鑿擴大拱腳需要一定時間，圍巖開挖后不能及時支護，有可能造成圍巖失穩坍塌。但隧道設計中，為加強軟弱圍巖支護措施，往往直接套用該措施，既不便于施工，又浪費材料，同時帶來了更大的施工安全風險，故該法應謹慎采用。

3、噴射混凝土施工要點分析。噴射混凝土在隧道開挖后及時施作，盡早封閉圍巖，噴射混凝土施工采用混凝土噴射機分段分層施作，噴射混凝土完成后及時養護。噴射混凝土應與圍巖面可靠粘結，但實際施工中，由于隧道開挖施工存在超欠挖，使開挖輪廓不是完全平順的輪廓面，增加了噴射混凝土施工難度，同時，加大了噴射混凝土工作量。于是，有的隧道工程施工中，在噴射混凝土前將開挖輪廓面較大的凹坑采用石棉板、木板等材料封蓋后再施作噴射混凝土層，這樣，既節約噴射混凝土材料，又減少了噴射作業工作量。

三、公路隧道工程建設的施工管理

公路隧道工程建設的施工管理主要表現為：(1)施工現場的管理。公路隧道工程建設施工過程中，必須加強現場組織管理，其目的主要是加強施工作業安全。施工過程中要進行爆破、鉆眼、噴射混泥土、運輸等工作，會導致隧道施工過程中產生大量有害氣體，同時施工環境內擁有大量的粉塵，為了保證隧道內工作人員的生命健康，必須及時更換和凈化隧道內的空氣，保證施工環境新鮮空氣的供給，降低隧道內有害氣體和粉塵的濃度，從而保障工作人員在安全環境下施工，提高工程開展進度。因此，非常有必要完善隧道內各種通風設備。公路隧道客運隧道設計防水等級必須符合《地下工程防水技術規范》一級防水規范。(2)公路隧道工程建設施工的風險管理。在隧道施工過程中應特別注重安全生產即控制施工風險。常見的施工風險有不良地質、地質災害、有害氣體及高溫、慣性事故等。隧道施工中的風險預測及規避對策，實質就是安全風險管理中的風險規劃與控制，即確定了隧道施工中的風險項目與風險評估后，對隧道施工中的風險進行規避和控制，以盡可能地控制和避免安全事故的發生，運用科技手段、成熟技術、先進設備或可靠經驗，有效降低隧道施工的工程成本。

結束語

隨著城鎮化建設進程的不斷推進，促進了公路工程交通建設的發展，但是基于環境因素的影響，使得公路隧道工程建設也日趨增多。為了提高隧道工程的質量，保障公路隧道工程建設的安全運行，必須對公路隧道工程的開挖支護施工要點及其管理進行分析。

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