公路隧道工程開挖支護的施工要點分析

李志林

（中交一公局第五工程有限公司，新疆 哈密 839000）

0 引言

對于公路隧道工程來說，開挖支護是非常重要的環節，關系到整個工程質量的安全性和可靠性。在正式施工之前一定要安排專業人員去現場及周邊進行勘察，這樣可以掌握地形、地質、水文等環境特征，從而選擇合適的工藝技術和材料設備，進一步確保施工方案的可行性，為施工的順利進行提供良好的基礎。

1 公路隧道工程的主要特征

公路隧道工程的施工環境較為惡劣，工序復雜，對技術要求較高，施工具有很大難度。具體表現在以下幾個方面：

第一，施工中存在許多不可預測因素，尤其是施工現場的地質環境會直接影響施工活動的進度和安全等。在正式施工之前若沒有準確掌握施工現場及周圍的地質環境和水文特征等，很難及時發現瓦斯或泥石流等不良地質情況，也就不能制定出合理有效的應對措施，會存在很大的安全隱患[1]。

第二，公路隧道工程實際施工中會對原來的地質結構造成不同程度的影響，同時，工作人員很難對地質變化趨勢進行預測，會加大塌方情況的發生。

第三，隧道工程的施工區域一般都在地下，隱蔽性非常強，各個施工工序之間具有密切聯系，前面的施工內容會被后面的施工覆蓋，工作人員很難發現隱蔽問題，容易留下隱患，影響工程質量，進而威脅到人們的安全。

2 公路隧道工程開挖的施工要點

2.1 公路隧道全斷面開挖施工技術

在公路隧道工程施工中，工作人員要綜合分析現場情況，根據工程要求，順著隧道巷道的設計開挖斷面、操作鉆孔車等機械設備。同時，要在隧道施工區域內進行鉆孔工作以及單次的爆破成型，然后把鉆孔車等機械設備轉移到隧道開挖面，經過多次施工后建立支護結構，完成隧道二次筑模襯砌作業，這樣能夠建立起穩定的公路隧道支護體系。工作人員在使用全斷面開挖施工技術時，一定要充分掌握現場情況，選擇合適的護板全斷面、掘進機護板全斷面等公路隧道開挖方法。同時，要制定科學完善的施工流程，按照技術要點和操作要求規范進行，以此保證工作效率和質量。

另外，在進行隧道開挖施工時如果使用鉆孔爆破方法，一定要做好安全防護措施，在正式爆破之前要清場，保證人員、材料、設備等的安全，必要時可以在隧道的圍巖上面鋪設防水隔離層。在進行二次筑模襯砌施工中，為了加快施工進度，可以進行混凝土初噴、復噴作業。此外，等隧道開挖到合理距離之后，可以同時進行混凝土鋪底施工[2]。

2.2 臺階法

2.2.1 長臺階法

在公路隧道施工中經常用到長臺階法，這項技術開挖作業面積較小，開挖參數可以有效提升施工面的科學性，一般來講是用于Ⅰ～Ⅲ圍巖中。在實際應用中工作人員要全面分析臺階的長度，通常要小于100m。

2.2.2 短臺階法

Ⅴ級的圍巖會在風化和化學成分等作用下被侵蝕，會破壞圍巖結構的穩定性，甚至影響公路整體質量，降低使用壽命。在公路隧道隧洞的開挖施工中，為了降低影響，可以合理應用短臺階法。在實際施工中工作人員要嚴格管控高度和長度，一般高度在3m左右，長度在5m 左右。另外，為了提高工作效率，提升施工進度，進尺通常設置是1m。此外，在開挖任務完成后，非常容易出現上臺階懸空問題，會導致臺階垮塌，為了避免發生此類情況，工作人員要盡量減少對上臺階載荷的施壓[3]。

2.3 分部開挖法

分部開挖法本質上是臺階法的細化，一般是再次劃分巷道斷面的設計圖，將其分成幾大部分，再開展二次及以上的開挖，最終實現巷道設計開挖斷面的一種加快施工進度的效果。在實際工程中，相關人員要綜合分析施工現場及周邊環境特征，并結合施工的情況，進行開挖方法的選擇。對于大跨度隧道開挖作業，地層大多比較松軟，穩定性比較差，為了避免破壞隧道，可以使用側壁導坑法開展開挖作業。另外，工作人員要合理放置支撐架，開挖作業一般要沿坑道進行，在襯砌的作用下對核心部位進行開挖。為了進一步保證開挖作業的安全性，在正式施工之前工作人員可以修筑仰拱[4]。

2.4 CRD 施工法

CRD 施工法屬于交叉中隔墻法，主要應用在軟弱地層的公路隧道工程中，能夠解決地表沉陷問題。但造價比較高，會加大企業的成本支出，一般只用在膨脹土地層或者具有較大開挖跨度和對圍巖沉降變形控制要求高的施工中。在實際應用中要遵守小分部、短臺階、短循環、快封閉的原則，按照從上到下的順序將隧道分割成塊，等塊成環后再正式施工，在施工中需要注意做好初期支護措施。另外，選擇CRD 施工法時工作人員要提前留出核心土，對大斷面隧道進行分割，將其劃分成4 個獨立小洞室。

同時，當沉降和收斂穩定初期支護結構拱頂后，工作人員要將初期結構中臨時搭建的仰拱、隔壁墻等拆除干凈，一般需要從上到下進行，等完成之后再開展下一步工序。此外，在開挖作業中使用CRD 法各流程都是封閉成環的，涵蓋了臺階法與雙側壁導坑法的優勢，尤其是在提高圍巖穩定性方面具有突出貢獻，有利于進一步保障施工的安全[5]。

3 公路隧道工程支護施工要點

3.1 錨桿施工技術要點

在公路隧道工程施工中錨桿支護非常重要，關系到隧道坑道穩定性，在開挖之后工作人員要馬上安排錨桿的安設施工。在處理完成之后要調整錨桿的桿件，使其保持直線。制作好錨桿之后要綜合分析施工區域的地質特征和巖層情況，最終確定錨桿位置。對公路隧道工程來說，地質條件較為復雜，為了有效發揮出錨桿優勢，一定要連接好錨桿和巖層面。等結束錨桿布置安裝工序之后要在錨桿端部進行墊板的設置，是錨桿和混凝土能否連接的關鍵。在實際施工中，工作人員要嚴格控制墊板的安裝質量，使墊板和巖層表面能夠緊密接觸。擰緊墊板螺絲后還要把多余的錨桿切除掉，同時合理封堵螺絲處，使其表面保持整潔，這樣能夠更好地做好防水板的敷設[6]。

3.2 鋼架和大拱腳鋼架支護施工要點

在公路隧道工程開挖支護中常會用到鋼架和大拱腳鋼架支護施工技術，在實際施工中要注意以下幾方面：

第一，制定科學完善的大拱腳鋼架設計方案。在施工中若是使用正臺階法來破碎處理圍巖，要注意控制上臺階拱腳處的高度和寬度，這樣在開挖下臺階時可以提高上臺階的穩定性。一般而言，上臺階開挖完成之后開始修鑿大拱腳，通常選擇風鎬人工方法。

第二，在大拱腳施工過程中工作人員要全面分析施工現場的情況和工程質量要求，進而制定合理的支護方案。一般來說，大拱腳鋼架支護技術應用于具有較強穩定性的地質環境中。若是用在薄層頁巖等地質狀況較差的環境中很難發揮出技術優勢。究其原因是在開挖上臺階之后，必須給大拱腳留出適量時間來進行修鑿，如果不能及時支護，會影響圍巖結構的穩定性，很可能導致坍塌事故。另外，為了提高軟弱圍巖支護效果，工作人員一般會套用此支護技術，若是不能合理使用會造成材料大量損耗，甚至引發安全事故。因此，在施工圖紙的設計環節相關部門一定要加大審核力度，確保科學可靠。

第三，在鋼架支護施工過程中，要嚴格控制鋼架的各節下料分節的規格、大小，確保滿足設計標準要求。同時，連接板上要做好每節兩端焊接，并將連接節點之間的連接板用螺栓緊緊固定住。另外，工作人員要準確把握內輪廓的尺寸，提前考慮好沉降量。對于圍巖與鋼架間的空隙，可以使用混凝土進行填充，這樣能夠讓支護和圍巖結構緊密貼合起來，進而提高圍巖結構的穩定性。此外，要將兩排鋼架連接起來，可以選擇縱向鋼筋方式，間距一般為1m，可以保證整體結構的穩定性。

3.3 鋼筋網支護

在制作鋼筋網時工作人員要認真檢測鋼筋材料的規格、型號、數量、質量等，使其滿足工程的標準要求。等鋼筋網制好后還需要仔細檢測其質量，避免出現銹蝕問題，然后在鋼筋棚里進行綁扎。在鋼筋網支護施工中，要提前做好大片的鋼筋網，等安好錨桿后再鋪裝鋼筋網。同時，要遵守隨高就低的原則，緊挨初噴面安好鋼筋網，若是有鋼支撐，可把鋼筋網放到兩邊榀鋼外弧，然后開展點焊操作，若是沒有鋼支撐，需要利用沖擊孔進行打淺孔，并埋設膨脹螺栓，然后在膨脹螺栓上固定好鋼筋網，最后在錨桿尾部開展點焊固定。

3.4 超前小導管施工技術

在公路隧道工程開挖支護施工中常用到超前小導管施工技術，是對無縫鋼管進行處理，使其變為小導管，再開始安裝，并用水泥漿液來填充圍巖孔隙，這樣開挖完成之后可以使隧道開挖面與圍巖層構成一個堅實的整體。另外，在具體應用中工作人員一定要準確把握注漿流程。在對小導管進行安裝時，先用砂漿填充導管，這樣可以建立鋼管混凝土結構。如果未經過注漿就安裝小導管，很難充分發揮出這項技術的優勢，而且在開挖過程中非常容易出現圍巖松垮情況，很可能導致安全事故的發生。

3.5 噴射混凝土施工技術

在公路隧道工程施工中如果選擇噴射混凝土技術，一定要在隧道開挖完成之后立即噴射混凝土，確保開挖面的圍巖處在封閉環境中，這樣可以避免出現風化，能夠提高圍巖的穩定性。另外，噴射完混凝土之后要馬上按照相關標準要求規范開展養護施工，以此保證支護效果。此外，在施工中要選擇木板、棉板等來遮蓋或填充圍巖的凹面，提高開挖面的平整度。

4 公路隧道工程開挖支護施工建議

在交通系統中公路隧道工程是非常重要的組成部分，其工程質量直接關系到人們出行的安全和便利。為了保證施工活動的順利進行，要采取科學合理的開挖支護技術，這樣可以提高隧道圍巖的穩定性，降低安全風險。為了充分發揮出各項技術的作用，要根據工程情況制定完善的施工方案，并規范操作。具體而言，要注意以下幾方面。

4.1 轉變傳統的隧道開挖支護技術設計理念

現階段，在我國公路隧道工程中經常用到開挖支護技術，從一定程度上保障了施工的安全，但依然存在許多問題，相關部門人員要加強研究，不斷優化，最終解決問題。隨著我國技術的快速發展，對施工活動提出了更高的要求，需要積極學習并引入新型的開挖支護技術，使其向著科學和系統的方向良好發展。為了緊跟時代發展步伐，滿足行業需求，相關管理人員一定要從思想上進行轉變，舍棄傳統落后的理念，認真學習先進的技術理論和思想，將其靈活運用到施工設計中，提升方案內容的科學性和可行性。同時，要想確保開挖支護施工良好進行，要推行動態化監管。

4.2 保證支護材料的可靠性

目前市面上支護材料多種多樣，質量水平有一定的差異，為了保證支護效果，相關人員要認真檢查各類材料的數量、外觀、規格、型號等，確保滿足工程標準要求。另外，要從采購環節抓起，對供貨商的資質、信譽、質量合格證書等進行調查，確保其提供的產品質量達標。此外，支護材料運輸到施工現場后，相關負責人員要選擇合適的位置來保存，避免因保管不當而影響材料的性能。

4.3 施工現場管理

在公路隧道工程中為了維持施工現場秩序，保證施工人員的安全，一定要做好現場管理工作，為各項施工活動地順利展開提供良好的環境。同時，要采取有效措施將有粉塵、有害氣體及時排到隧道外面，保證內部的空氣質量，這樣可以降低對施工人員的傷害，而且能夠提高工作效率。

4.4 加強監管施工全過程

在開展隧道支護施工中會用到許多材料和技術，而且混凝土質量會受配比影響，鋼架質量也和安裝流程具有很大關系。因此，為了取得良好的支護效果，相關部門一定要加大對施工全過程的監管，使各道工序能夠規范進行。另外，要制定完善的監管制度，并全面落實到位。此外，對于關鍵施工環節，要安排專人負責監管，這樣一旦施工人員的操作行為不正確，可以及時發現并指導，從而第一時間解決，防止問題的擴大，避免嚴重后果的發生。

5 結語

在公路隧道工程施工中，要針對施工環境較為惡劣、工序復雜、對技術要求較高等特點，綜合分析工程和現場情況，注重施工要點的有效控制，轉變傳統的隧道開挖支護技術設計理念，保證支護材料的可靠性，做好施工現場管理，加強施工全過程的監管，確保規范施工，保證支護的穩定性。