探究路橋隧道工程開挖支護的施工要點

余方 陳榮

路橋隧道工程往往需要面臨非常復雜的工程環境，施工期間存在的各種隱患都有可能對工程項目、人員帶來影響，嚴重時甚至會導致施工人員出現傷亡，所以路橋隧道工程的開挖支護非常重要，只有提升開挖支護的施工質量，才能保證路橋隧道工程的順利開展。所以有必要對路橋隧道工程中的開挖支護展開研究。

一、路橋隧道工程的開挖支護綜述

路橋隧道通常是在地質條件極其復雜的條件下進行開展的一項建筑工程，所以路橋隧道很多時候都會受到地應力、地下水、開挖方式等多種因素的影響。在選擇路橋隧道開挖、支護方式時，需要根據勘察到的各項地質參數以及當地的氣候條件等因素選擇出更加適宜的方法。通常情況下，路橋隧道的開挖方法有臺階、全斷面開挖等多種方法，不同的開挖方式其適用性往往各有不同，通過隧道開挖能夠使交通運輸變得更加便利，促使各個城市、國家之間貿易的開展，拉動社會經濟的進一步發展。

在施工階段中，必須保證圍巖的穩定性，在開挖支護時需要盡量避免對圍巖造成影響。通過合理選擇開挖、掘進方法，可以在一定程度上提升開挖效率與質量。在確定開挖、掘進方法時，施工人員應該結合施工場地的圍巖數據找出符合地質條件的開挖方法，以此來保證開挖穩定性。

二、開挖要點分析

1.全斷面開挖

全斷面開挖是一種非常常見的開挖方式。在路橋隧道工程里，全斷面開挖不僅操作流程簡單，還能夠有效保證隧道的開挖質量，所以這種開挖方法得到了非常廣泛的應用。而且在開挖過程中，只要施工人員嚴格按照施工方案進行開挖作業，就能夠一次性完成路橋隧道開挖。在正式開挖時需要采用鉆孔臺車進行全斷面鉆孔作業，裝藥連接完成后引爆，此時方能正式開展斷面開挖工作。當隧道開挖一段時間之后，需要重新進行引爆循環。開挖期間需要額外鋪設防水隔離層，通過支護工作確保開挖時的穩定性與開挖質量。在炸藥爆炸之前必須將鉆孔臺車撤到50m意外的安全距離，避免鉆孔臺車在爆炸中受到影響。

2.分部開挖

分部開挖法就是對路橋隧道工程中的某一部分進行提前開挖，這種開挖方式需要根據環境、地質參數等信息來選擇合適的開挖方式。例如在大跨度隧道開挖時，挖開的地層往往會呈現松軟、不穩定等情況，此時就應該選擇側壁導坑的開挖方法緩慢推進開挖作業，避免在開挖過程中給隧道周圍造成破壞。在開發過程中，施工方需要妥善設置支撐架，然后沿著坑道進行分部開挖，在襯砌的作用下將核心部分挖出，為了保證開挖過程中的安全性，還可以在正式開挖之前修筑仰拱。分部開挖的方式在順利完工之后，后續的開挖施工操作將會變得更加簡單。

3.長臺階法

通常情況下，長臺階法因為開挖面積小等特點，因此在I～Ⅲ級的圍巖下更加適用，這種開挖方式能夠保證開挖面的穩定性。長臺階法在實際施工時需要著重考慮上、下臺階的長度。臺階長度通常應該控制在100m以內。在對排水等流水線進行施工時，則要根據臺階情況適當調整支護時間。對于長臺階法而言，其更加適用在施工環節良好且工期充裕的工程項目中。

4.短臺階法

Ⅴ級圍巖往往會因為風化、侵蝕而導致巖石穩定性能出現大幅度降低，而且圍巖的傳遞荷載能力還會出現下滑。為了避免這種情況對于隧洞開挖帶來的影響，就需要采用短臺階法進行開挖作業。這種方法采用的調節高度通常需要控制在3m左右，長度則應該控制在5m左右。除此之外，短臺階法還需要注意以下幾點：第一，為了保證開挖時的便捷性，應該將進尺設置為1m；第二，在開挖過程中，為了降低爆破次數，施工方需要盡量保證臺階可以在同一時間開展施工作業，爆破頻次的降低能夠避免對巖石穩定性、堅固性的破壞，大幅度增加隧洞開挖時的工作效率；第三，開挖結束之后有可能產生上臺階懸空的情況，應該避免對其施加載荷，防止垮塌情況的出現。

5.超短臺階法

此類開挖方法通常比較適用于Ⅴ～Ⅵ的圍巖，這種開挖方式通常會將長度控制在3～5m之間。由于上、下斷面之間的距離非常近，所以在開挖過程中只能采用人工出渣，因此此類方法在應用過程中會導致施工效率下降。此外，由于距離非常小，所以超短臺階法在施工完成后幾乎不用二次調整，而且具有非常高的施工安全性。

三、支護作業常見的支護工具及支護作用

1.錨桿

錨桿是路橋隧道中應用較為廣泛的支護工具，其種類多種多樣。自進式以及普通、中孔砂漿這三種錨桿形式都有各自的優勢。三種錨桿形式的功能都是對工程局部進行支護，提升隧道開挖時的穩定性。一般而言，只有在利用巖石的基礎之上開展加固處理才能夠使支護效果達到最大。

2.鋼架

在路橋隧道的施工階段，施工人員需要提前在巖石層中尋找通道。但是由于路橋隧道工程中的巖石往往遭受了不同程度的破壞，所以巖石的內部結構往往非常復雜，這也使得施工難度出現了大幅度提升。在地質災害出現時，還會導致坍塌現象的出現。所以為了提升施工安全性，施工人員可以采用鋼筋進行支護作業，增加巖石結構穩定性，降低施工風險的發生。

3.超前小導管

在路橋隧道開挖期間，有時會用到Φ42X3.5mm的鋼管，該鋼管的前端位置通過灌漿處理能夠使開挖施工變得更加穩定，但是這種支護方式需要把握好空隙距離。

4.支護作用

在隧道工程中，錨桿支護相對比較常見，通過支護能夠使工程穩定性得到大幅度的提升。通常情況下，我國很多大規模隧道工程都會選用預應力錨桿進行支護，但是這種支護方式并不是在所有環境下都能得到應用，只有根據隧道條件合理選擇支護方式，才能夠將支護作用發揮到最大。錨桿在隧道工程里可以起到支撐、防護的效果，通過支護可以使隧道工程質量得到保證，確保路橋隧道工程得以順利完成。錨桿在實際應用過程中其主要作用就是進行懸掛，通過懸掛能夠使工程的局部位置得到固定，還可以起到拱合效果。在錨桿安裝期間，錨桿會與巖石之間緊密相連。除此之外，還可以根據圍巖條件來進行混凝土噴射支護，通過這種方式封閉巖石，在降低風化影響的同時提升隧道工程的巖石穩定性。

四、支護要點分析

1.噴射混凝土

為了能夠保證路橋隧道工程中的巖塊穩定性，使分隔開的巖塊粘結起來，可以通過向表面圍巖噴射混凝土的方式提升巖石的粘接力避免圍巖在開挖過程中產生松動，而且噴射混凝土還能緩解應力過于集中而產生的問題。另外，噴射混凝土還能夠將圍巖穩定在三軸應力狀態中，而且混凝土自身的剛度有利于抵抗塌方現象，與其他支護方式配合使用后，還能夠使路橋隧道的支護效果得到進一步提升。但是在噴射混凝土的過程中，施工人員必須嚴格控制混凝土的配比，避免因為配比問題而產生施工隱患。在正式確定配比之前需要提前開展混凝土適配，確保混凝土性能可以符合隧道支護標準。

2.錨桿支護

錨桿支護在使用期間能夠對巖土變形進行有效控制，施工人員在土體內加入錨桿之后，會向四周圍巖添加壓力，將原本處于二軸應力情況下的圍巖轉化成為三軸應力，此時圍巖的穩定性將會得到大幅度提升。在面對松動圍巖時，錨桿支護還可以增加圍巖剛度，土體內部的錨桿將會與土體一同形成加固圈承受外界荷載，保證圍巖穩定性。在按照錨桿的過程中，為了保證錨桿支護質量，施工人員需要采用托盤、托梁貼緊巖面，未接觸部位則要楔緊墊實，防止因錨桿松動而留下施工隱患。除此之外，錨桿的規格、數量以及使用方法必須嚴格按照要求進行施工，避免錨桿支護出現質量問題。

3.掛鋼筋網、鋼支撐

掛鋼筋網多數是與錨桿一同進行使用，因為錨桿布設時會留有一定的距離，錨桿約束間的巖土體也會因此而變得薄弱，所以為了避免隧道工程出現坍塌，就需要采用鋼筋網連接錨桿之間的部分，保證巖土體的穩定性。鋼支撐在應用過程中會通過自身的剛度來保證巖土體的穩定性，防止巖土體在開挖過程中產生變形。在開挖結束后必須立刻按照設計要求進行鋼支撐的安裝，只有這樣才能夠將鋼支撐的效果完全發揮出來。掛鋼筋網與鋼支撐在應用時必須按照工程設計方案進行安裝，這樣才可以彌補其他支護環節中的不足之處。

五、結語

綜上所述，路橋隧道工程中開挖支護作業特別關鍵，開挖支護竣工后的最終效果不僅將會影響到施工質量，還會對施工人員的人身安全帶來影響。相信隨著更多人了解到開挖支護的重要性，路橋隧道工程中的開挖支護質量一定會變得更好。