隧道工程開挖支護的施工要點探討

劉 馳

中交四航局第一工程有限公司 廣東廣州 510310

1 隧道工程開挖支護施工概述

在隧道工程施工及應(yīng)用過程中，為了完成好開挖支護施工計劃，實現(xiàn)對支護結(jié)構(gòu)的高效利用，需要了解不同的內(nèi)容。具體包括注重施工技術(shù)的合理選用，打造好高素質(zhì)、高水平的施工隊伍，嚴格把控施工作業(yè)開展過程，有利于降低隧道工程施工風險發(fā)生的概率，為開挖施工效果增強中提供科學保障。通過對明確施工要點、加強現(xiàn)場組織管理及人員優(yōu)化配置的綜合考慮，可使開挖支護施工中取得良好的成效，高效地完成好隧道工程建設(shè)工作，避免支護結(jié)構(gòu)應(yīng)用中出現(xiàn)問題。

2 隧道工程開挖施工技術(shù)應(yīng)用要點

2.1 全斷面開挖技術(shù)

在隧道工程開挖活動中，全斷面開挖技術(shù)屬于常用的開挖方法，其主要應(yīng)用與穩(wěn)定性強的圍巖結(jié)構(gòu)，具有開挖程序簡單、開挖效率高等應(yīng)用優(yōu)勢。在該技術(shù)的具體應(yīng)用中也需注意以下內(nèi)容：

（1）在全斷面開挖活動開始前，需要對設(shè)計方案進行詳細梳理，根據(jù)梳理結(jié)果選擇相匹配型號的鉆孔臺車，做好臺車型號、工作參數(shù)校核，并且使用前對其進行調(diào)試，滿足要求后開始在掌子面上進行鉆孔，鉆孔直徑、深度與設(shè)計方案保持一致。

（2）科學計算鉆孔內(nèi)需要填充的炸藥用量，按要求將炸藥填充到鉆孔深處，所有的引線也會在斷面上進行匯聚，復(fù)核炸藥裝填情況、引爆線連接情況等內(nèi)容，滿足要求后所有人員與設(shè)備轉(zhuǎn)移到安全區(qū)域（距離引爆區(qū)域不低于50m），隧道兩側(cè)布置壓力噴水裝置，起爆炸藥的同時打開噴水裝置進行降塵。

（3）清理掉爆炸碎屑后進行全斷面開挖，一段時間后重復(fù)此操作，直到完成所有斷面開挖作業(yè)。過程中還需要做好防水作業(yè)，避免涌水問題威脅隧道環(huán)境的安全性。

2.2 臺階開挖技術(shù)

此技術(shù)作為目前經(jīng)常使用到的開挖技術(shù)，適用于不良地質(zhì)區(qū)域的隧道開挖，目前常用的臺階開挖技術(shù)有長臺階技術(shù)、短臺階技術(shù)等，以長臺階技術(shù)為例，其適用于Ⅴ級圍巖開挖作業(yè)。Ⅴ級圍巖因為巖石的風化和被化學成分侵蝕等原因，導(dǎo)致圍巖巖石的穩(wěn)定程度出現(xiàn)大幅度的降低和改變，所以，為了避免在實際施工志宏這種情況對公路隧道隧洞的開挖造成直接影響，就需要利用短臺階法參與到開挖施工作業(yè)之中，短臺階法所采取的調(diào)節(jié)高度主要應(yīng)該控制在3m 左右，長度要控制在5m 左右。短臺階法的注意事項如下：在進尺設(shè)計上會將其尺寸設(shè)計為1.0m，作用是可以為開挖施工提供便利條件；使用臺階法完成開挖施工后，上臺階可能存在懸空的隱患，這也需要及時做好支護施工，以此來提高上臺階結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，防止上臺階垮塌問題。

2.3 分部開挖技術(shù)

此類方法從本質(zhì)上來看，是臺階法細化后的施工技術(shù)。該技術(shù)在實際應(yīng)用中需注意以下內(nèi)容：

（1）根據(jù)巷道斷面的基礎(chǔ)情況，將其合理劃分為若干個待開挖部分，根據(jù)不同開挖部分的基礎(chǔ)特征，確定單次開挖深度、開挖寬度等內(nèi)容，為后續(xù)施工活動的展開奠定基礎(chǔ)。

（2）按要求進行開挖作業(yè)，開挖的次數(shù)不少于兩次，控制好每次開挖總量，確保卸載過程圍巖的穩(wěn)定性，避免結(jié)構(gòu)塌落的情況。

（3）在結(jié)構(gòu)開挖過程中也需要及時布置支撐架結(jié)構(gòu)，以此來確保基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，提高開挖結(jié)果的合理性與安全性。

2.4 CRD施工技術(shù)

除上述提到的開挖技術(shù)外，在隧道開挖作業(yè)中也會使用到CRD 施工技術(shù)，該技術(shù)主要適用于不良地質(zhì)施工，并且在地表沉陷控制方面也有著良好的應(yīng)用效果。CRD 施工技術(shù)在應(yīng)用中需注意以下內(nèi)容：

（1）對大斷面隧道工程進行梳理，根據(jù)整理結(jié)果將隧道斷面劃分為4 個相對獨立的小洞室。

（2）在施工過程中也會采用分部施工的方式進行施工，過程中會預(yù)留出核心土，并且沿著由上而下的順序進行開挖。

（3）開挖過程中使用短臺階法進行施工，過程中也會及時進行臨時支護和初期支護。

（4）等待支護結(jié)構(gòu)的拱頂沉降與收斂度保持穩(wěn)定后，會對核心土進行卸載，同時繼續(xù)向下進行開挖，采用此封閉循環(huán)系統(tǒng)逐層下挖，直到完成既定的開挖任務(wù)。

（5）在整個開挖活動中也需要做好實時量測，根據(jù)量測結(jié)果來調(diào)整卸載量和支護措施，以提高隧道工程作業(yè)結(jié)果的可靠性。

3 隧道工程支護施工要點分析

3.1 噴射混凝土支護施工要點

（1）注重混凝土原材料的質(zhì)量檢查，強化性能評估意識，規(guī)范施工中的操作行為，在施工方案的專業(yè)指導(dǎo)下實施好噴射混凝土施工計劃，實現(xiàn)對隧道工程開挖過程中巖石的加固處理，全面提高其應(yīng)用中的強度，為支護結(jié)構(gòu)形成過程中提供技術(shù)支持。

（2）施工單位在運用噴射混凝土支護技術(shù)的過程中，需要了解其功能特性，開展好專業(yè)性強的施工作業(yè)，對施工現(xiàn)場開挖支護狀況是否良好進行科學分析，促使支護結(jié)構(gòu)在隨著工程安全施工中的作用效果更加明顯，避免給開挖作業(yè)完成中埋下隱患。

3.2 注重支護設(shè)施的合理設(shè)置

隧道工程開挖施工難度大，施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件復(fù)雜，需要通過對支護施工的充分考慮，增強開挖作業(yè)完成中的安全性。實踐中需要施工單位結(jié)合隧道工程科學建設(shè)要求及現(xiàn)場情況，給予支護設(shè)施的合理設(shè)置更多思考，注重施工過程的嚴格把控，促使支護結(jié)構(gòu)應(yīng)用質(zhì)量更加可靠，為后續(xù)施工作業(yè)的順利開展打下基礎(chǔ)，避免隧道工程開挖效果、建設(shè)質(zhì)量等受到影響。

3.3 鋼支撐支護施工要點

（1）注重鋼支撐結(jié)構(gòu)的合理選擇及使用，包括格柵鋼架及工字鋼，在技術(shù)層面上為隧道工程開挖質(zhì)量提高中提供科學保障，滿足巖土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求，防止出現(xiàn)工期延誤現(xiàn)象。

（2）通過對鋼支撐高效利用、錨桿支護及鋼筋網(wǎng)配合使用等方面的思考，有利于提高隧道工程開挖施工安全性，更好地推動其建設(shè)事業(yè)的長效發(fā)展。

3.4 超前小導(dǎo)管的開挖支護施工要點

（1）注重超前小導(dǎo)管的合理制作，重視其在隧道拱部的合理布置，控制好它們的環(huán)向間距，促使隧道工程開挖過程中的支護效果更加顯著。

（2）從開展布孔作業(yè)、實施鉆孔操作、合理安裝超前小導(dǎo)管、加強注漿操作等方面入手，高效率、高質(zhì)量地完成好施工現(xiàn)場的開挖支護作業(yè)，為隧道工程結(jié)構(gòu)施工水平提升中打下基礎(chǔ)。

3.5 錨桿支護技術(shù)

在隧道支護施工中，錨桿支護技術(shù)也具備了良好的應(yīng)用價值，此技術(shù)在實際應(yīng)用中需注意以下內(nèi)容：

（1）做好基礎(chǔ)資料的整理工作，內(nèi)容涉及隧道工程圍巖等級、地下水波動情況、節(jié)理發(fā)育狀態(tài)、圍巖風化情況等，根據(jù)整理結(jié)果來確定錨桿布局，同時對錨桿深度進行標記，遵循測量放樣原則在區(qū)域內(nèi)完成錨桿布設(shè)位置放樣。

（2）為了確保錨桿結(jié)構(gòu)作用可以充分發(fā)揮出來，在鉆孔時需要和圍巖層保持垂直，而且使用相應(yīng)型號的鉆機進行鉆孔，過程中需要做好垂直度控制，及時修正垂直度偏差，提高鉆孔結(jié)果的合理性。

（3）鉆孔期間也會同步進行水泥漿拌和，等待清孔工作結(jié)束后將錨桿填充到鉆孔中，隨后將拌和好的水泥漿注入錨桿中，控制好注漿時的壓力，確保水泥漿可以充分填充鉆孔，最后再進行封底處理，以此來提高錨桿處理結(jié)果的合理性，充分發(fā)揮錨桿結(jié)構(gòu)的應(yīng)用價值。

3.6 模筑混凝土襯砌技術(shù)

在隧道支護施工中，也會使用到模筑混凝土襯砌技術(shù)，此技術(shù)在實際應(yīng)用中需注意以下內(nèi)容：

（1）做好基礎(chǔ)資料的整理工作，根據(jù)整理結(jié)果來確定模板工程的施工參數(shù)，包括施工高度、施工尺寸等，利用剪力撐進行模板工程固定，從而為混凝土襯砌施工提供參考。

（2）在混凝土攪拌站按照拌和比例進行混凝土拌和，過程中需要做好試塊制作，對混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量進行校核，各參數(shù)均滿足要求后進行泵送施工。

（3）按要求完成混凝土拌和后利用泵送的方法來進行澆筑，控制好澆筑速度并及時完成振搗作業(yè)，確保所澆筑混凝土的均勻度。

（4）按要求對混凝土結(jié)構(gòu)進行養(yǎng)護，養(yǎng)護周期控制在7d 以上，養(yǎng)護時也需要做好保溫和保濕工作，等待其強度達到既定要求后依次進行脫模處理，脫下的模板在清理掉表面雜物、校正變形量之后，重新涂抹脫模劑轉(zhuǎn)移到其他區(qū)域進行重復(fù)使用。

（5）在隧道工程的洞口位置布設(shè)好伸縮縫，搭配著防水施工來營造穩(wěn)定的支護結(jié)構(gòu)，營造安全的隧道作業(yè)環(huán)境。

3.7 鋼拱架支護技術(shù)

除上述提到的支護技術(shù)外，鋼拱架支護技術(shù)也是目前常用的支護手段。該技術(shù)的支護原理是將型鋼結(jié)構(gòu)組裝成不同的支護結(jié)構(gòu)，以此來形成穩(wěn)定的支護結(jié)構(gòu)。在具體應(yīng)用中多使用整榀安裝或桿件拼裝的方法進行支護，同時在應(yīng)用中也會搭配錨桿、噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)等結(jié)構(gòu)來組成復(fù)合型支護結(jié)構(gòu)，從而提高隧道支護環(huán)境的安全性。根據(jù)實際情況可以得知，在圍巖條件相對較差時，只是使用錨桿結(jié)構(gòu)較難達到既定的作用效果，因此在實際施工時也會在初期支護時增加鋼拱架結(jié)構(gòu)，這樣也可以提升整個結(jié)構(gòu)的支護抗力，以達到既定的剛度支護要求，提升整個支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

4 提升隧道工程開挖支護施工水平的策略

開挖支護方式的合理選用，可為隧道工程建設(shè)及應(yīng)用效果增強中提供技術(shù)保障，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)施工目標。實踐中為了提升開挖支護施工水平，增加隧道工程建設(shè)中的技術(shù)優(yōu)勢，需要對施工過程進行嚴格把控。

（1）結(jié)合施工區(qū)域的具體情況，確定好切實可行的管控機制，對全過程控制及精細化管理方式的高效利用進行深入思考，及時處理支護開挖效果影響因素，為其施工水平提升中提供保障。

（2）健全施工現(xiàn)場的管控體系，控制好隧道工程開挖支護施工過程，實現(xiàn)對細節(jié)問題的高效處理，逐漸提升這方面的施工水平。

5 結(jié)語

綜上所述，通過對不同施工要點的探討，有利于提高開挖支護施工效率，增強支護體系設(shè)置及應(yīng)用效果，避免引發(fā)施工問題。因此，未來在提升隧道工程建設(shè)水平、優(yōu)化開挖支護施工方式的過程中，應(yīng)給予施工要點分析更多的關(guān)注，滿足支護結(jié)構(gòu)安全應(yīng)用要求，逐漸實現(xiàn)隧道工程建設(shè)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。