王 元

北京城建道橋建設集團有限公司

1 隧道工程的特點

隧道工程施工作業(yè)存在較為顯著的特點，施工工藝復雜，施工難度比較大。其施工特點具體體現(xiàn)在以下幾個方面：一，隧道工程施工會受到眾多不可預測因素的影響，特別是施工區(qū)域地質條件對隧道施工的影響體現(xiàn)得尤為明顯，在工程開始施工之前如果沒有對現(xiàn)場具體地質條件和水文環(huán)境進行詳細勘察和全面掌握，就無法實現(xiàn)對施工區(qū)域瓦斯及泥石流等不良地質的有效預測和方案，施工過程就會面臨此類安全風險。二，隧道工程施工作業(yè)難免會在一定程度上破壞區(qū)域內的原有地質結構，而且無法準確預測區(qū)域內的地質變化情況，就有可能引發(fā)塌方甚至是更為嚴重的安全事故。三，隧道施工作業(yè)環(huán)境往往都處于地下，存在很強的隱蔽性，各施工環(huán)節(jié)之間存在非常緊密的關聯(lián)，環(huán)環(huán)緊扣，后續(xù)施工會覆蓋前期施工環(huán)節(jié)，這就使一些較為隱蔽的風險不能及時發(fā)現(xiàn)，影響后續(xù)一系列工作的順利開展。

2 路橋隧道工程開挖施工技術類型

2.1 全斷面開挖法

全斷面開挖法是路橋隧道工程施工中最為常見的一種掘進方式，具體施工操作必須嚴格按照隧道工程整體設計方案，采取一次性開挖方式，利用鉆孔臺車進行掘進。隧道工程開挖作業(yè)采用全斷面開挖法，可以借助鉆孔臺車實施連續(xù)性開挖，直至達到隧道設計長度為止。實際開挖過程通常情況下將整個隧道分成若干個施工段，待上一階段開挖完成之后方可進入下一階段的施工作業(yè)，嚴格按照分段開挖順序進行施工。

2.2 分部開挖法

分部開挖法是指在隧道開挖之前進行引導坑開挖的一種掘進方式。首先利用引導坑對隧道某個部分進行提前開挖，挖出一段施工作業(yè)面，然后在此基礎之上實施必要的支護作業(yè)，完成支護之后再開挖剩余部分。相比較而言，這種開挖方式的安全性更高，比較適用于一些特殊土層開挖作業(yè)。簡單來說，分部開挖其實就是將隧道工程整個開挖過程分成兩個部分，一部分是提前施工，另一部分是后續(xù)施工，由于第一部分開挖之后采取了一定的支護措施，所以更好地保證了整個開挖施工的安全性[1]。

2.3 長臺階法

長臺階開挖法多應用于地形較為特殊的隧道工程開挖作業(yè)，最常見的是圍巖等級在1～3 級情況下采取這種開挖法。長臺階開挖法最大的特點是開挖面積比較小且流水線長度大，對整個開挖施工過程具有很好的穩(wěn)定作用。就我國目前情況來看，長臺階開挖法的施工長度多在100m 以內，實際開挖過程還需要采取相應的支護處理。需要注意的是，在使用長臺階開挖法的時候，需要提前做好排煙排水準備工作。

2.4 短臺階法

短臺階法主要適用于圍巖等級在4級以上的隧道開挖方式，由于這種地層巖石穩(wěn)定性比較差，而且?guī)r石傳遞載荷較低，如果開挖長度比較大的話很容易引發(fā)塌方事故。所以為了更好地保證隧道開挖過程的安全性，4級以上的圍巖結構最好采用短臺階開挖法，這種開挖方式的掘進長度比較小，一般都是邊開挖邊支護，不僅保證了開挖質量可以滿足工程設計要求，同時還保證了開挖過程的穩(wěn)定性和安全性，提高了開挖效率，降低了巖石坍塌風險。

2.5 超短臺階法

超短臺階開挖法是相較于短臺階開挖的一種方式，主要適用于圍巖等級在5級到6級的隧道結構，此類巖石結構穩(wěn)定性極差，開挖過程非常容易發(fā)生塌方事故，嚴重威脅著施工設備的正常作業(yè)和施工人員的生命安全，而超短臺階法的應用就很好地避免了以上問題的出現(xiàn)。在具體應用過程中，在開挖較短一段就需要及時進行支護，形成較為密集的支護環(huán)境[2]，保證了開挖施工過程的安全性。實踐證明在隧道工程開挖過程中采用超短臺階法取得了非常不錯的成效，當然具體施工質量受支護工程的很大影響。

3 路橋隧道工程開挖支護施工要點

3.1 錨桿支護

路橋隧道工程施工中采用錨桿支護，在開始施工前就要由專業(yè)人員對導管孔進行仔細檢查，保證其符合工程設計要求，然后開展錨桿安裝作業(yè)。由于錨桿桿體是由中空厚壁的全螺紋所構成，在具體施工過程中可以根據(jù)需求對其進行切割處理，為后期配件安裝作業(yè)提供便利，安裝好之后利用齒峰凹槽對其進行固定。在具體施工過程中，需要保證錨桿孔深度、位置和布置的準確性，使用的水泥砂漿強度要求超過C20 的硅酸鹽水泥和細砂。施工人員還需要按照設計要求標出注漿錨桿的具體位置，保證巖面和錨孔的垂直效果都嚴格滿足設計要求，鉆孔作業(yè)過程中要及時將孔內的水導出，同時還保證錨桿墊板和孔口混凝土之間的緊密性，最后仔細觀察錨桿頭的變形過程，保證墊板螺帽的緊固程度。

3.2 混凝土噴射支護

隧道開挖作業(yè)完成之后就應該立即檢查開挖斷面尺寸，然后利用撬或者頂多種技術手段對圍巖初噴進行封閉處理，確保圍巖結構的穩(wěn)定性滿足施工要求。在噴射混凝土的時候，通常采用濕噴機，這一操作過程要求施工地段沒有地下水。拌料過程必須嚴格按照設計流程規(guī)范加入混凝土和速凝劑，噴射距離最好控制在0.8m～1.2m 之間[3]，而且好保持和巖面的垂直度，噴射作業(yè)按照從下到上的分段施工原則開展。在噴射中拱部位的時候，可以采用臺階法先噴射拱部拱腳，然后再噴射拱部拱頂，噴射長度要保持低于4m，在噴射過程中如果發(fā)現(xiàn)巖面不平整現(xiàn)象應該先噴射巖面凹陷部位，再噴射較為平整的巖面。

3.3 鋼筋網(wǎng)支護

在制作鋼筋網(wǎng)之前就要仔細檢查鋼筋材料的質量，確保材料質量符合相關標準要求，制作好鋼筋網(wǎng)之后同樣需要對其質量進行認真檢查，確保鋼筋沒有出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，之后在鋼筋棚里將其綁扎好。在鋼筋網(wǎng)支護施工過程中，工作人員首先要提前將大片的鋼筋網(wǎng)加工制作好，錨桿安裝完畢后開始鋪裝鋼筋網(wǎng)，在洞外按照隨高就低原則緊貼初噴面放置好鋼筋網(wǎng)，如果有鋼支撐可以將鋼筋網(wǎng)放置在兩邊榀鋼外弧并進行點焊處理，若沒有鋼支撐則應該通過沖擊孔實施打淺孔對膨脹螺栓進行埋設[4]，之后再將鋼筋網(wǎng)固定在膨脹螺栓上，并在錨桿尾部進行點焊固定。

3.4 超前小導管開挖支護

制作好超前小導管之后就可以將其布置在隧道拱部120°范圍內，按照環(huán)向進行布置，并將其間距控制在0.40m～0.5m之間，外傾角控制在10°～12°之間。在布孔操作完成之后便可以開始鉆孔作業(yè)，之后便是安裝小導管，最后進行注漿作業(yè)。安裝小導管的時候，施工人員一定要嚴格按照施工流程要求，同時還要利用水泥漿將圍巖空隙填滿，以起到穩(wěn)定隧道開挖面的作用。

3.5 鋼拱架支護

采用鋼拱架對路橋隧道施工進行支護，具體支護流程為初噴--制作鋼拱架--安裝鋼拱架--連接鋼筋--加固--錨桿--噴射混凝土等。鋼拱架制作環(huán)節(jié)多在洞外的加工房或者場地進行，需要對每節(jié)鋼拱架的兩端連接板焊接和螺栓連接處理，之后再對拱部進行安裝，為了給拱部的拱架和下部連接工作提供便利，上部拱腳開挖高度最好比上部開挖底線低15cm～20cm里面，安裝拱部的時候要在拱腳位置設置一定的墊板和砂墊層，同時隨鎖腳錨桿進行鎖固[5]。下部開挖作業(yè)完成之后還需要及時安裝邊墻拱架，所有拱架安裝完成之后還要利用縱向連接筋進行一體化統(tǒng)一連接，針對已經(jīng)安裝完畢的拱架拱腳位置設置鎖腳錨桿，并且將其高程和橫向誤差控制在5cm以內，左右縱向誤差也控制在5cm范圍之內，垂直度誤差控制在2°以內。

4 提升路橋隧道工程開挖支護施工有效性的措施

4.1 更新隧道開挖支護技術設計理念

我國目前路橋隧道工程施工對開挖支護技術的應用，雖然為施工過程的安全性和穩(wěn)定性帶來了很大的保障，但依然存在諸多問題，有待研究人員進一步完善和解決。而且隨著時代的發(fā)展和科技水平的不斷提升，現(xiàn)如今的工程施工作業(yè)要求融入更加先進的開挖技術和支護結構設計理念[6]，促使隧道開挖支護逐漸向著更加科學和系統(tǒng)化方向發(fā)展，為隧道工程安全施工提供可靠的前提保障，進一步鞏固路橋隧道工程在社會市場經(jīng)濟中的地位。這就要求設計人員應該充分結合工程具體特征編制最為科學合理的設計方案，保證其實用性和可靠性，并對整個開挖支護過程展開動態(tài)化管控。

4.2 注重開挖支護設計信息化管理

隨著時代的發(fā)展和信息技術的廣泛應用，特別是互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，為各行各業(yè)都帶來了巨大的改變，路橋隧道工程開挖支護工作同樣也需要運用現(xiàn)代信息技術實施管理。施工單位可以成立一個信息共享信息系統(tǒng)，為各部門之間的溝通和交流提供方便，同時也可以將隧道開挖支護具體流程和施工中存在的問題錄入計算機系統(tǒng)當中，利用相關軟件對其進行分析研究，構建路橋隧道三維模型，促使施工規(guī)劃方案的進一步完善。

5 結語

總而言之，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國近些年路橋隧道工程施工技術水平也取得了很大的提升和進步，但由于隧道施工作業(yè)很容易受到各種外界環(huán)境的影響，合理采用開挖支護技術可以適當緩解環(huán)境對施工作業(yè)的影響，保證施工過程的順利安全推進，進一步促使我國交通運輸行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。