道路隧道工程中的超前支護(hù)施工技術(shù)的探討

賀 云 仁

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

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道路隧道工程中的超前支護(hù)施工技術(shù)的探討

賀 云 仁

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

分析了道路隧道施工中做好地質(zhì)勘察工作的重要性，介紹了道路隧道工程中超前支護(hù)的施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)，并闡述了超前支護(hù)施工技術(shù)在隧道洞口與洞身開挖中的應(yīng)用，保證了道路隧道施工的順利開展。

隧道，超前支護(hù)，地質(zhì)勘查，施工工藝

0 引言

在道路施工中，隧道工程施工是較為常見(jiàn)的。中國(guó)的山區(qū)地帶占國(guó)土面積的2/3以上，保證施工質(zhì)量是提高交通運(yùn)輸效率的關(guān)鍵。在隧道工程施工中，要保證邊坡的穩(wěn)定性，就要采用超前支護(hù)設(shè)計(jì)，可以有效地避免滑坡的現(xiàn)象。但是，具體超前支護(hù)施工中，就需要采用相應(yīng)的技術(shù)措施以保證支護(hù)結(jié)構(gòu)與隧道結(jié)合成有機(jī)整體。支護(hù)施工中，影響施工質(zhì)量的因素有很多，包括施工環(huán)境、地質(zhì)狀況、支護(hù)結(jié)構(gòu)等等，都會(huì)對(duì)支護(hù)效果產(chǎn)生一定的影響。要提高隧道支護(hù)施工的質(zhì)量，就要對(duì)工程技術(shù)予以改善，以使超前支護(hù)技術(shù)更好地發(fā)揮邊坡穩(wěn)定性的作用。

1 道路隧道施工中要做好地質(zhì)勘查工作

由于道路隧道施工的地理位置復(fù)雜，對(duì)施工的技術(shù)要求很高，就需要在施工之前做好地質(zhì)勘察工作。

如果隧道施工場(chǎng)地屬于黃土質(zhì)，且地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為松散，就必然會(huì)存在邊坡穩(wěn)定性不足的問(wèn)題。黃土的淺埋段長(zhǎng)度超過(guò)1 000 m，斷面相對(duì)寬大，開挖的面積超過(guò)100 m2，就需要考慮采取超前支護(hù)施工技術(shù)。如果圍巖的黃土類土在上部壓力作用下受到水的浸濕，就會(huì)產(chǎn)生沉陷的現(xiàn)象，自由水被局部隔水層阻滯，逐漸下滲，圍巖的穩(wěn)定性就必然會(huì)受到影響[1]。進(jìn)入到隧道的洞口施工環(huán)節(jié)，就需要使用超前支護(hù)技術(shù)，可以有效地避免洞口出現(xiàn)坍塌事故。

道路隧道施工中要做好地質(zhì)勘查工作的優(yōu)點(diǎn)還在于，通過(guò)充分了解隧道施工場(chǎng)地的地質(zhì)情況，就可以在施工之前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。隧道的洞口施工要做好準(zhǔn)備，以避免坍塌。明洞開挖的過(guò)程中，基于勘查工作所獲得的資料，就可以選擇相應(yīng)的支護(hù)措施，還要結(jié)合管棚施工，以提高明洞的穩(wěn)定性。在隧道掘進(jìn)的過(guò)程中，根據(jù)勘查結(jié)果對(duì)洞身采用支護(hù)措施，通常使用草簽就可以達(dá)到支護(hù)效果。進(jìn)入到二次襯砌環(huán)節(jié)，要基于初次襯砌的基礎(chǔ)上，確保二次襯砌不會(huì)有滲漏的現(xiàn)象，而且預(yù)留洞的線條美觀，使襯砌形象良好，平整好隧道中的路面，確保巖層具有足夠的穩(wěn)定性。

2 道路隧道工程中超前支護(hù)的施工工藝

2.1 超前支護(hù)的施工準(zhǔn)備

關(guān)于超前支護(hù)施工，要對(duì)施工的機(jī)械設(shè)備予以考慮。從開挖明洞到管棚位置，都要將開挖的部位預(yù)留出來(lái)作為施工操作平臺(tái)。管棚施工中所使用的鋼筋以及鋼管都要符合力學(xué)性能，在材料進(jìn)場(chǎng)之前都要做好檢驗(yàn)工作。包括鋼筋和鋼管的抗拉度、屈服度以及延伸率等等都要進(jìn)行檢驗(yàn)，此外，還要對(duì)材料的工藝性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，以保證進(jìn)入到施工場(chǎng)地的鋼管和鋼筋質(zhì)量與設(shè)計(jì)要求相符合。

2.2 超前支護(hù)的導(dǎo)向墻施工

道路隧道管棚的導(dǎo)向墻所采用的是混凝土護(hù)拱，規(guī)格通常為2.0 m×0.7 m。明洞襯砌外設(shè)置套拱，具體位置超出了輪廓線，與隧道洞口的仰坡面緊進(jìn)粘貼。套拱的內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)向支撐，主要的材料是工字鋼拱架，在鋼架外緣的鋼管規(guī)格為直徑133 mm，管壁的厚度為6 mm[2]。將鋼管焊接到拱架上，導(dǎo)向管對(duì)外插角可以起到控制的作用。對(duì)導(dǎo)向墻立模的頂模部位主要采用拼裝的方法將木模板拼裝起來(lái)，邊模的模板和底模的模板都是對(duì)原層的有效利用。

2.3 鉆機(jī)施工作業(yè)平臺(tái)的搭設(shè)

鉆機(jī)施工作業(yè)平臺(tái)的搭設(shè)是采用腳手管由上到下、從兩邊到中間的順序完成的。腳手管的連接要牢固，以避免進(jìn)行鉆孔作業(yè)的時(shí)候產(chǎn)生鉆機(jī)擺動(dòng)，對(duì)鉆孔的質(zhì)量造成影響。

2.4 鉆孔

鉆孔所采用的設(shè)備是潛孔鉆機(jī)鉆孔，為避免鉆機(jī)在作業(yè)的過(guò)程中導(dǎo)致鉆孔出現(xiàn)偏差，就要嚴(yán)格控制好鉆機(jī)立軸所在位置，確保鉆孔的位置準(zhǔn)確。鉆進(jìn)的時(shí)候，要對(duì)鉆進(jìn)的角度進(jìn)行測(cè)量，觀察使用測(cè)斜儀的測(cè)量結(jié)果，如果發(fā)現(xiàn)有偏斜的現(xiàn)象，就要予以糾正。鉆孔的直徑120 mm～127 mm，鉆孔的直徑不可以超過(guò)50 mm。

2.5 鉆孔的清理和檢驗(yàn)

對(duì)鉆孔進(jìn)行清理和檢驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)鉆孔的設(shè)計(jì)深度已經(jīng)達(dá)到要求之后，就要對(duì)鉆孔的質(zhì)量進(jìn)行檢查，確定質(zhì)量合格后就可以安裝管棚了。

2.6 制作管棚

關(guān)于管棚的制作，主要的材料為熱軋無(wú)縫鋼管，直徑為108 mm。在對(duì)管壁進(jìn)行打孔的時(shí)候，要呈現(xiàn)出梅花形，鉆孔的直徑為12 mm，鉆孔之間的距離為150 mm，在鉆孔的尾端還要留出3.5 m的位置不需要打孔，以發(fā)揮止住灌漿的作用[3]。

2.7 頂入鋼管

頂入鋼管可以根據(jù)工作需要采用兩種形式，即人工操作的方法和機(jī)械設(shè)備操作的方法。在鋼管的接頭處采用長(zhǎng)度為15 cm的絲扣連接。鋼管的結(jié)構(gòu)要盡量錯(cuò)開超過(guò)1 m，要求處于同一斷面鋼管的接頭總數(shù)不可以超過(guò)隧道縱向接頭數(shù)的1/2。鋼管頂入施工見(jiàn)圖1。

2.8 注漿

在注漿施工中，采用機(jī)械注漿法將配置好的水泥砂漿注入到鉆孔中。在注漿之前，要進(jìn)行注漿試驗(yàn)，注漿壓力超過(guò)2 MPa。

3 超前支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 隧道洞口的施工

洞口施工是采用機(jī)械設(shè)備展開土方施工。洞口施工的過(guò)程中，要對(duì)排水工作予以高度重視，隧道洞口要開挖截水溝，以保證水能夠順利地排出去。在施工之前，要從科學(xué)的角度分析施工場(chǎng)地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，特別是圍巖結(jié)構(gòu)要重點(diǎn)分析，使用儀器設(shè)備探測(cè)圍巖的結(jié)構(gòu)，并制定出開挖方案，以獲得開挖工作的參考數(shù)據(jù)。為了避免施工中受到地質(zhì)環(huán)境以及水文環(huán)境的影響，在施工中還要采取相應(yīng)的防御措施，以防止產(chǎn)生塌方事故[4]。對(duì)于洞口施工要做到全過(guò)程監(jiān)督，做好各項(xiàng)測(cè)量工作。在對(duì)隧道的拱頂進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，如果產(chǎn)生下陷，就要控制好鋼支撐。

3.2 隧道洞身的開挖

隧道洞身的開挖中，要做好實(shí)施監(jiān)測(cè)工作，并重視施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)指導(dǎo)，以使洞身穩(wěn)定。隧道洞身的開挖是從圍巖的核心部位開始的，主要是采用了微弱的方法，輕微的爆破即可，使爆破對(duì)象裂開。洞身開挖施工中，要按照管超前的施工原則提高支護(hù)的穩(wěn)固度。

管棚超前支護(hù)施工中，開挖時(shí)要對(duì)下部的支護(hù)予以強(qiáng)化。施工中所采用的錨桿為中空錨桿，長(zhǎng)度4 cm，直徑25 cm，呈現(xiàn)出梅花形。封閉圍巖時(shí)，鋼拱和掛網(wǎng)都發(fā)揮著重要的支撐作用。混凝土噴射要分層進(jìn)行，每一層的噴射厚度都要符合設(shè)計(jì)厚度。噴涂混凝土施工中，也要分層展開，要求每一層的噴涂厚度為25 cm，如此構(gòu)建了巖層支護(hù)。

隧道支護(hù)施工中，排水施工是重要的環(huán)節(jié)。隧道中的排水通過(guò)排水濾層就可以完成，引導(dǎo)水流入到盲溝中，使用橫向排水管引入水，起到一定的排水作用。排水溝的外層即為盲溝，要固定在噴錨層上。襯砌層背面所設(shè)置防水卷材與襯砌層之間用土工布隔離，可以在排水的過(guò)程中起到一定的緩沖作用[5]。在進(jìn)行二次襯砌施工中，主要的施工材料為混凝土，將混凝土輸送泵之后，由泵將混凝土輸送到模中。為了保證隧道中的道路暢通，所有的施工環(huán)節(jié)都要按照順序展開。

4 結(jié)語(yǔ)

道路隧道工程施工中，進(jìn)行開挖邊坡的時(shí)候很有可能會(huì)產(chǎn)生滑坡的問(wèn)題。為了保證坡面穩(wěn)定且有足夠的支撐力，就要采用超前支護(hù)施工技術(shù)。施工難度是非常大的，嚴(yán)格按照施工工藝展開施工，并在施工中合理應(yīng)用，就可以使超前施工技術(shù)合理應(yīng)用，并確保道路隧道施工順利展開。

[1] 趙 培.超前支護(hù)技術(shù)在隧道施工中的運(yùn)用研究[J].黑龍江交通科技，2015(8)：147-148.

[2] 黨 榮.隧道大管棚超前支護(hù)施工技術(shù)研究[J].黑龍江交通科技，2015(8)：66-67.

[3] 賈興利.道路橋梁隧道工程施工技術(shù)研究[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015(8):544-545.

[4] 景 剛.道路橋梁隧道工程施工中的難點(diǎn)和技術(shù)研究[J].黑龍江科技信息，2016(6)：259-260.

[5] 姚永樂(lè)，藺朝暉.橋梁隧道工程的施工技術(shù)分析[J].城市建設(shè)理論研究，2015(20)：507-508．

Discussion on advanced support construction technology in road tunnel engineering

He Yunren

(ShanxiRoadandBridgeSecondEngineeringLimitedCompany,Linfen041000,China)

This paper analyzed the importance doing well geological exploration work in road tunnel construction, introduced the advanced support construction process and technical key points of road tunnel engineering, and elaborated the application of advanced support construction technology in tunnel and tunnel excavation, ensured the smooth development of road tunnel construction.

tunnel, advanced support, geological exploration, construction technology

1009-6825(2017)09-0175-02

2017-01-16

賀云仁(1984- )，男，工程師

U455

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