高速公路隧道施工中的超前支護技術

摘要：由于各地區地貌、地質不同，導致高速公路修建過程中施工難度較大，尤其是地質狀況更為復雜的隧道工程，施工難度更大。為了確保隧道工程的結構穩定，常采用超前支護技術手段，有效降低隧道挖掘中的坍塌風險。基于此，以A高速公路隧道工程為研究對象，在分析超前支護技術應用優勢的基礎上，闡述其在施工項目中的具體應用，分析未來高速隧道施工中超前支護技術水平提升策略，期望為相關技術人員提供借鑒。

關鍵詞：高速隧道工程；超前支護技術；實際應用分析；優勢；優化策略

0" "引言

隧道工程是高速公路建設中的重要組成部分，為了保障施工人員、使用人員的生命安全，降低隧道工程安全事故發生頻率，需要重視超前支護技術等關鍵施工技術的應用。超前支護技術在具體應用中，對支護快速性、強度均有高要求，為此要結合隧道工程實際情況，選擇超前支護模式，進而保障隧道工程的承載力、強度達到預期要求。

我國超前支護技術發展時間較短，受到即地質情況、施工人員能力等因素的影響，超前支護技術的控制水平較低，難以在隧道工程中發揮出其應有的價值。

鑒于此，本文以A高速公路隧道工程為研究對象，在分析超前支護技術應用優勢的基礎上，闡述其在施工項目中的具體應用，分析未來高速隧道施工中超前支護技術水平提升策略。

1" "超前支護技術概述及優勢

1.1" " 概述

高速公路隧道工程通過支護等技術手段，打通山地構建隧道，可達到縮短交通里程的目的。隧道施工過程中，由于改變了傳統山體結構，常造成工程周圍地質不穩，從而使建筑物產生不規則沉降變形等病害問題，影響高速隧道工程施工質量。而超前支護技術的應用，則提升了隧道結構的穩定性。

現階段，我國超前支護技術種類繁多，滿足了不同類型隧道工程的地質需求，其中包含大管棚支護技術、超前小導管支護技術、超前錨桿支護技術等，在實際施工過程中要基于工程實際，選擇效果最優的超前支護技術，提升高速公路隧道工程的穩定性[1]。

1.2" " 優勢

合理應用超前支護技術，有利于提升工程結構穩定性，強化高速隧道的承載力，降低項目后續使用期間發生坍塌以及變形病害風險。在工程項目施工結束后，超前支護技術能夠發揮出自身該有的效果，對工程施工土層以及巖石層進行維護，可使隧道承載力達到標準要求，有利于提升工程項目的質量、安全。超前支護技術的應用類型較多，能夠適應復雜環境的高速隧道工程項目，滿足高速公路隧道工程施工質量要求，有利于提升工程項目的實際使用價值[2]。

2" "超前支護技術應用實踐

2.1" " 超前支護施工前準備工作

隧道工程不同，其地質結構以及水文環境存在明顯差異，為了保證高速隧洞工程項目的穩定性，開展超前支護技術非常必要。在施工前，應進行詳細的地質、水文勘察工作，通過掌握高速公路隧道施工項目臨近工程以及地形地貌等信息，制定系統化的隧道開挖數據信息，為工程項目穩定施工提供保證。

A高速公路隧道工程項目土層結構復雜，土壤形態較為松散，致使其承載力較低，在進行開挖施工作業中易出現坍塌等病害現象。同時，該工程項目圍巖主要以黃土結構為主，濕陷性較為明顯。針對這一地質情況開展高速公路隧道施工難度較大，為了保證工程項目的穩定性，在施工過程中應用了超前支護技術手段。

基于工程實際，依托于20m左右的鋼管等支撐力較強的材料進行支護作業，提升該高速公路隧道工程的支撐力。應用力學知識，構建符合實際情況的工程力學模型，通過詳細的承載力計算，對該高速公路隧道工程圍巖結構進行計算，得出該高速公路隧道工程的整體承載力數值。基于承載力數值開展力學分析，優化支撐材料的應用，以提升該隧道工程的穩定性[3]。

2.2" " 超前大管棚支護技術操作要點

以A高速公路工程為例，該工程項目的總長度在57.9km，其中隧道長度約為9685m，基于超前支護技術手段，以超前大管棚支護技術以及注漿小導管技術為主，提升隧道工程施工質量。其中，超前大管棚技術采用環向間距為42cm的熱軋無縫鋼管。在施工中為了提升隧道鉆孔施工精準度，以鋼筋混凝土為基礎搭建套拱，鋼筋混凝土材料強度等級未C30，厚度未72cm，總長度為2m[4]。

2.3" " 鋼筋混凝土套拱操作要點

鋼筋混凝土套拱施工控制要素較多，其主要為縱向中軸線位置，拱腳架、三榀拱架縱向間距。通過詳細測量，利用坐標定位法，明確倒換施工位置。采用42m環距進行固定施工作業。在導向管施工過程中，將傾斜角度控制在1°～30°之間，在完成上述工作后開展開挖施工作業。

及時對隧道工程中的洞口開展清潔工作，基于隧道工程實際情況開展錨噴支護技術，以及混凝土套拱技術[5]。為了提升套拱施工質量，在內部埋設工字鋼，將埋設的距離控制在50cm左右。在進行混凝土套拱和導管施工中，技術人員對隧道工程進行詳細測量。采用先進的測量儀器提升數據測量精度，減小誤差。基于測量數據開展安裝施工作業，保證鋼管施工位置與隧道實際情況相吻合。

在鋼管安裝完成后進行鋼筋與孔口管焊接施工作業，將焊接的長度控制在5d左右。在焊接施工中，孔口管的部位采用Φ22mm縱向鋼筋完成焊接施工，將鋼筋環向間距控制為102cm。為了保證隧道工程后續工程施工穩定開展，提前預留平臺以及管棚施工位置，為后續的鉆孔以及注漿施工作業提供基礎保證[6]。

2.4" 鉆孔施工技術操作要點

為了保證鉆孔施工質量，對埋設的導管進行編號，明確鉆孔施工位置。該隧道工程設有埋設導管51個，將其編號后進行鉆孔施工作業。采用大型的現代鉆孔設備，采用從上至下的順序開展鉆孔施工作業。在鉆進過程中，為了保證導管孔的穩定性，避免在鉆孔過程中出現孔洞坍塌的現象，讓鉆進設備保持低速運行。

為了提升對導管孔控制力度，采用全站儀監測設備進行監控，要求鉆孔偏斜率控制在1/2000，避免鉆孔中誤差過大，影響導管孔的質量安全。在鉆孔成功后及時安裝導管，保證導管安裝的偏斜率符合工程實際要求。當出現偏斜率誤差較大問題時，及時進行施工糾偏，以保證鉆孔施工技術質量[7]。

2.5" " 清孔、管棚安裝及注漿操作要點

本工程施工主要采用地質巖心鉆桿和鉆頭對孔洞進行反復掃描，若發現導管孔內部存在雜質及時進行清理，防止出現導管孔堵塞現象，為后續工程順利開展奠定基礎。加工管棚時，將絲扣作為連接鋼管接頭連接的主要材料，將絲扣的長度控制在15cm左右。在前期準備工作完成后，利用機械設備連接管棚頂。

采用水泥漿作為注漿材料，水泥漿材料水灰比為1：1，摻入5%的玻璃水，將注漿的壓強控制在1.0MPa。在完成注漿施工作業后，技術人員及時對清潔注漿口，保證清潔程度，避免灰塵混入注漿孔口中，降低材料的質量安全。大管棚布局為光管末端安裝焊接裝置，依托于膠泥麻筋進行固定[8]。A高速公路隧道工程超前大管棚如圖1所示。

2.6" " 超前小導管注漿支護施工要點

以A高速公路隧道工程施工為例，在超前小導管逐漸施工過程中，采用規格為直徑50mm、管壁厚度5mm、導管長度為5m的小導管，作為A高速公路隧道工程超前小導管注漿支護施工的主要裝置。針對隧道工程的實際情況，將超前小導管注漿支護技術施工劃分為布、鉆、封、試四個部分，按照設計流程開展施工作業。隧道工程超前小導管注漿工藝流程如圖2所示。

進行布孔，明確超小導管鉆孔位置，重點考量導管孔密封性，降低其出現注漿材料外泄的現象，提升導管孔布置的準確性，并做好鉆孔標記。選用風動鑿巖機為鉆孔設備，將內部的碎石進行清理。按照材料配比合理配置水泥漿，為了使材料攪拌均勻，提升注漿材料的性能，采用臥式攪拌機進行攪拌。

在攪拌過程中，注意測試水泥漿的各項參數，及時與隧道工程標準指標對比分析，保證注漿材料的合理性。在注漿材料配置過程中，嚴格按照一定順序添加原材料，充分攪拌，避免注漿材料配置過程中出現結塊等病害，降低注漿材料的性能，影響超前小導管注漿施工質量[9]。

2.7" " 超前錨桿操作要點

超前錨桿施工流程為測量放樣、清孔定孔、鉆孔施工、注漿、安裝錨桿、質量檢測。在A高速公路隧道工程超前錨桿施工中，采用精密儀器進行測量，明確錨桿孔洞位置。在鉆孔過程中，將鉆孔誤差控制在50mm左右。在施工前，利用風槍對錨桿孔洞內部進行清潔，排除內部存在的雜質，為后續錨桿安裝提供良好的施工環境。將錨固藥放置在錨桿孔1/3處，隨后進行注漿施工作業[10]。

3" "高速公路隧道工程超前支護技術施工優化措施

3.1" " 提升工程現場勘察數據精度

勘察測量數據的精準度直接影響隧道工程項目施工質量。高速公路隧道工程需要精密的數據作為支撐，才能保證工程施工質量穩定。技術人員通過勘察測量的數據信息，制定高速公路隧道工程施工設計方案，明確各個環節布孔注漿施工位置，科學評測地層承載力，保證高速公路隧道工程施工設計方案與實際地質情況相吻合，以降低發生病害問題的風險[11]。

3.2" " 優化施工方案設計

在高速公路隧道工程施工中，保證施工方案的科學性是提升高速公路隧道工程施工質量的關鍵。在隧道工程施工發展中，要不斷提升施工技術人員的專業素養，加強對工程項目施工周期、人員配置以及資金情況的把控能力，綜合考量工程的實際情況，優化隧道工程施工方案，保證工程的質量安全。同時要加強機械設備的管理，使其發揮出機應有的作用。

3.3" 提升隧道工程施工效益

保證高速公路隧道工程施工效益是施工企業重點關注的內容之一。以施工材料為著手點，加強工程成本控制力度，提升高速公路隧道工程施工經濟效益。在高速公路隧道工程超前支護技術開展中，不同的支護結構應選用針對性材料，施工企業要構架系統化的材料采購方案，提升材料采購的科學性，提升超前支護施工材料的利用價值，降低不必要的材料消費。

4" "結語

通過上述分析可知，隧道工程施工環境復雜多變，受不良因素的影響易出現施工安全風險問題。本文以實際工程案例為基礎，對A高速公路隧道工程超前支護技術進行詳細分析，通過超前支護技術手段提高隧道圍巖結構承載力，提升整體工程項目的質量、安全。

相關部門加強高速公路隧道超前支護施工質量控制，保證超前支護技術落實到位，為我國隧道工程施工質量提供技術支撐。

參考文獻

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