路橋隧道工程開挖支護的施工要點分析

田海彬

（中鐵十二局集團第一工程有限公司，北京 100160）

近些年來，路橋隧道工程數量逐漸增多，為避免大規模建設的破壞，在路橋隧道工程中合理應用開挖及支護技術已然成為建設行業發展的重要方法之一。其中，路橋隧道工程開挖支護可分為明挖及暗挖兩種方式，需要相關施工人員能夠結合工程實際需求與地區間地質情況進行擇優的選擇。

1 路橋隧道工程的開挖施工技術分析

1.1 隧道開挖施工要點

路橋隧道工程相較于其他工程而言，所面臨的地質條件更為復雜，因此在實施開挖技術之前，應對施工場地的圍巖類型、地應力以及地下水資源的分布等情況進行細致的勘察，并依據勘察結果制定出科學且合理的路橋隧道工程開挖施工工藝及使用流程，從工程地質環境以及圍巖具體情況入手，對施工方案進行進一步的調整、修訂與完善。就目前來看，路橋隧道工程開挖技術主要分為以下幾種類型。

第一，全斷層開挖法，主要指依據路橋隧道工程施工組織設計方案，實現一次爆破成型，并再利用錨固支護與二次襯砌的方式進行施工。全斷面層開挖法更加適用于整體性較好的圍巖結構中。同時，在實施路橋隧道工程全斷面層開挖法的過程中，也需配合一些大型施工設備，并使其能夠符合隧道長度以及施工區段長度，切實提升路橋隧道工程施工期間的經濟效益。在京沈客專朝陽隧道施工中采用了全斷面三臂鑿巖臺車進行鉆爆和機械手濕噴工藝進行初支施工。

第二，臺階開挖法。由全斷面層開挖法衍生出的一種新型施工方式，通常被應用在圍巖結構開挖階段到支護階段維持穩定形態的地層中。就目前來看，臺階開挖法已經被廣泛應用在大部分路橋隧道工程中。依據臺階的具體長度，可分為長臺階法、短臺階法以及超短臺階法，因此這就要求相關人員能夠從初期支護形成閉合斷面圍巖穩定性以及上部施工開挖支護環節施工場地對設備的需求入手，從根本上提升路橋隧道工程中機械設備的利用率。同時，應用臺階施工方式對施工調整度較小，在圍巖結構出現問題時，也可采用先進的施工技術提升施工安全性。但利用臺階開挖法也有一定的弊端，即施工工序較多，不利于整體施工效率的提升。在京沈客專遼西隧道和同盛隧道的弱圍巖施工中施工中，廣泛采用了三臺階七步開挖施工工藝，取得了良好的效果。

對于圍巖結構穩定性較差的路橋隧道工程而言，也可使用導坑法開挖施工技術，在工程正式施工之前采用掛網錨噴支護、鋼結構支護，提升路橋隧道工程整體施工過程中的質量及效率。但是就導坑法施工而言，有逐步被三臺階七步開挖取得的趨勢，施工現場真正使用導坑法施工的正在逐步減少。

1.2 隧道開挖方式的選擇

在路橋隧道工程開挖施工過程中，為減低對周圍圍巖的干擾率，應對開挖及掘進方式進行擇優選擇，提升挖掘總體進度，保證工程整體穩定性及安全性。同時，在工程開挖及施工方式選擇期間，也應結合施工場地圍巖地質條件以及變化，結合隧道圍巖類別及斷面的尺寸，對開挖方式進行系統的整合。施工中和設計積極溝通，動態管理，及時根據圍巖情況變更調整開挖方式，確保施工安全。

2 路橋隧道工程支護施工技術分析

2.1 混凝土噴射技術

為從根本上提升路橋隧道工程支護施工的質量，施工人員在噴射混凝土的過程中也應注重圍巖結構整體的咬合及鑲嵌作用，將裂縫分割的巖塊體重新粘結起來，從而更好防止圍巖結構的松動，有效減應力相對集中的問題發生。不僅如此，在隧道圍巖結構表面產生一定的抗剪力，將圍巖始終保持在相對穩定的三軸應力狀態下，并使所噴射混凝土結構表面自身剛度對不穩定結構起到穩固及抵抗的作用。不僅如此，在應用其他支護方式的過程中，也可結合混凝土噴射技術，共同承擔支護結構的荷載力，避免結構發生變形的情況。京沈客專全線采用了大型機械手濕噴技術，不僅大大加快了噴射速度，也明顯保證了噴射混凝土強度，在國內是首條全線推廣濕噴技術的大型工程項目。

2.2 錨桿支護技術

為從根本上提升路橋隧道工程周圍結構的穩定性，現階段施工人員也可采用向巖石土層打入錨桿的方式，向周圍結構施加壓力，并使其從原有二軸應力的狀態轉變為三軸應力的狀態，從而更加有效的控制隧道圍巖結構剛性惡化的問題發生。不僅如此，此種方式也可被應用在松動區域的圍巖結構中。隧道巖土體內部的錨桿起到了被約束變形的加固作用，并形成了能夠承擔起外部荷載巖土承載構件，在原有基礎上提升了路橋隧道工程整體的穩定性。

2.3 鋼筋網設置

一般情況下，鋼筋網與錨桿施工應同時進行。在路橋隧道工程中布設錨桿結構時，應選擇適當的距離。錨桿結構對于周圍巖土體的約束力相對薄弱，設置相應的鋼筋網結構后，提升了隧道圍巖結構的穩定性，降低了坍塌的風險性，使其保持在三軸應力的狀態之下也必須受到施工人員的高度重視。

2.4 鋼架結構

在路橋隧道工程鋼架支護施工的過程中，主要分為兩個方面。

第一，鋼架施工。在鋼架加工過程中，加工廠下料分節焊接制成，因此需保證鋼架的弧度與尺寸應符合工程設計方案中的具體參數，每節鋼架都需要利用連接板連接。鋼架安裝應嚴格控制其內部輪廓的尺寸，結合工程的具體需求，預留一定沉降量。不僅如此，鋼架與圍巖結構之間所產生的空隙利用噴射混凝土填充，保證支護結構與圍巖結構之間具有緊密的聯系，降低圍巖結構的變形幾率，以更好的形成整體受力結構。

第二，大拱腳鋼架設計施工。在對穩定性較差的圍巖結構進行施工過程中，為確保開挖下臺階時上臺階機結構穩定，相關工作人員應注重在上臺階結構設置大拱腳鋼架，并集合人工修造技術，擴大拱腳。大拱腳鋼架施工技術適用于路橋隧道工程中的大多數支護手段，但對于薄層頁巖等的地質條件實用性的較差，因此在應用此項施工技術的過程中，需結合工程的具體情況進行選擇。

3 提升路橋隧道工程開挖支護施工有效性的措施

3.1 完善路橋隧道工程的開挖支護技術設計理念

以新建鐵路北京至沈陽客運專線遼寧段TJ-2為例，該工程均位于遼寧省凌源市境內。主要工程數量為路基20段長2.777km，橋梁10座5.516km，隧道10座20.056km，隧道部分地段位于斷層上。

就該工程的開挖支護技術應用現狀來看，雖然其為路橋隧道工程施工的安全性帶來了巨大的保障，但這中間依然存在著諸多問題，亟待施工工作者的解決。不僅如此，在實際的施工工作中，開挖支護施工技術也應隨著時代的潮流不斷完善開挖技術及支部結構設計的理念，讓其不斷朝向更加系統與科學的方向前進，以有效提升路橋隧道工程施工階段的安全性，進一步鞏固路橋隧道工程在社會市場經濟中所占據的主要地位。具體而言，針對工程內容及特征，制定出合理的設計方案，基于實際施工情況，對設計方案中關于開挖及支護作業流程進行動態管理。

3.2 強化路橋隧道工程開挖支護設計監督工作

在國民經濟消費水平不斷提升的背景下，對于自身出行的安全性也提出了更高的要求。因此現階段的施工工作者就要以強化開挖支護設計的監督工作作為企業發展的立足點，不斷完善與優化開挖支護施工設計方案內的不足之處，有效整合路橋隧道在設計過程中生成的參數數據，并做好提升相關施工工作者綜合素質的工作，以進一步推進工程的穩定發展。

3.3 注重開挖支護設計信息化管理

隨著網絡技術的快速發展，在路橋隧道工程開挖支護設計管理期間，也可構建起一個實現工程各部門信息共享的信息系統，將開挖及支護施工期間具體流程及存在問題錄到計算機系統中，通過多角度對造成此問題發生的因素進行整合與分析。與此同時，在開挖支護設計期間，也可實現基于信息系統中的BIM軟件，構建起路橋隧道三維模型，進行更加完備的施工規劃。

4 結語

總而言之，路橋隧道工程的開挖支護技術對施工環境及施工人員專業技能具有一定的要求，因此為從根本上發揮出開挖支護技術在路橋隧道工程中的積極作用，相關施工人員也應結合施工方法、施工機械設備、施工現場等因素構建起一系列科學且具有高度可行性的開挖支護管理機制，切實提升路橋隧道工程整體的施工安全性，并為促進地區間的穩定發展奠定堅實的基礎。