摘要：随着我国经济的迅猛发展，公路建设也得到了一定程度的发展，公路等级、建设标准都不断提高，原有道路弯道调直、行车视距都亟待改善，由此也使得隧道工程在公路工程建设中所占比例越来越高，修建的隧道呈现出断面大、长度长等特点。在隧道施工过程中，经常会遇到围岩差、埋深浅、裂隙水影响等情况，导致隧道围岩难以自稳，给隧道工程施工带来不便。工程实践证明，超前支护施工技术在隧道施工中克服了这些难点，能有效辅助施工，但是面对越来越复杂的情况，我们还需要提出新的技术解决方案。本文旨在探究更多的超前支护施工技术方法，促进公路工程建设更加稳健的发展。
关键词：隧道工程；超前支护；应用分析
引言
隧道工程中超前支护技术，能够很好的解决工程地质带来的一系列问题，但是还存在一些不足之处，为了保证隧道施工质量，还需要从业者再深入的探讨，优化解决方案。下面我们就该技术在实际工程中的应用进行分析总结，希望对相关工作者提高借鉴。
1、项目概况
杭绍台高速公路工程绍兴金华段第HST-TJ04标段，位于绍兴市境内，路线长度14.2公里，主要工程内容为：玄风岭隧道大约3221米，平水分离式特长隧道本标段施工长度1743米，中短隧道1431米/4座；特大桥、大桥3409.9米/8座、中小桥279.6米/3座，平水互通、稽东互通；路线长度为 49.27公里的路面工程等，合同额16.1亿元，工期为1369天（45个月）。
隧道工程在该项目中占比较大，存在软弱围岩占比较高（V级围岩比例最大74%），有的隧道裂隙水丰富、横跨了很多的断层破碎带，在隧道开挖之后就容易发生跨塌，稍微处理不慎就会发生大型的垮塌以及侧壁失稳，导致施工的危险增大、难度也提升。
2 超前支护施工技术的概述
超前支护施工技术，在开挖前对围岩进行预处理，采取的处理方式包括管棚支护、超前小导管注浆支护固、超前锚杆支护等，以提高围岩自稳性能的施工技术，能够保证隧道开挖的安全性，为隧道施工提供有效工作面，有时能起到地质预报的作用。
近来，隧道工程超前支护施工技术发挥出优势作用。所以，更应该更加透彻的了解这一技术，以便根据隧道工程的实地情况，做出与实施该技术有利的策略，包括施工工艺、施工流程等，科学指导施工，保证隧道施工的安全。
2 道路隧道工程中超前支护施工技术的应用
2.1超前支护施工技术的应用
在实际作业之前，需要依照施组的规定，构造技术、责任和创新于一体的管理团队，实施开挖班组、支护班组等各个班组和机械设备进场，具由一定的实操能力。开工前，要想收个人员说明工艺施工要点，严格按照工艺流程施工。
2.2.1 隧道洞口的施工流程
1）隧道洞口开挖施工
依据设计表示的仰坡和明洞来开开凿轮廓线，洞顶截水天沟需要更加注意，预防地表雨水对边仰坡的侵蚀和，最终导致崩溃。开口的顶部和一些土石方，土石方挖掘的挖掘的挖掘是从顶部进行到底部，机械功的手动协调，如果必要的话，浅孔台阶型爆破开挖。暗洞被挖掘2μm至完成孔工程。对于明洞的衬里，可以使用全断面衬砌台车。在Φ48钢管可弯曲成弓形拱，以实现固定外模的效果。然而，外模具的选择优选是一种木板或竹胶板；5cm厚的松木板的端部制成，并且最后在U形卡和短方固定角钢发挥。这些都可以让其以与端模的尺寸所表现出的非规则性相结合。
2）隧道洞口施工时超前支护施工技术应用
在隧道洞口施工完成后。要对洞口进行管棚的支护工作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先沿着开挖的路径进行钻孔，钻孔每完成一个就插入一根钢管，通常情况下，我们采用规格为Φ108*6mm的无缝钢管进行支护，钢管的长度在3m到6m不等，将管棚调整为30m，还有保留一米的空隙，以便于后期的连接工作。在接棚管的过程中，通常将前一根已经插入钻孔的钢管和孔内的钢管最后进行连接，另外，需要确保接头的地方需要在原来的基础上交错开1米以上，最后的顶管作业，第一是钢管安放于大臂之上，用凿岩机对准事先已钻好的引导孔慢慢的推进钢管去，冲击压力保持在1.8～2.0Mpa，推进压力控制在4～6Mpa。接管需要在开始前将加工好的管节连接套焊接在每一节钢管的两头，这样主要是未来连接方便。第一根钢管前面要焊上合金钢片空心钻头避免管子顶弯、劈裂等状况的出现。
2.2.2 隧道洞身开挖施工时超前支护施工技术应用
洞身开挖前进行超前小导管施工，根据设计，运用小导管Φ35壁厚4mm的无缝钢管，L=4.5 m，它的放置位置在轮廓线向外倾斜的地方，然后外插角要保持十到十四度左右。其次，可根据地层的密闭度来判断注浆压力在0.5～1.0Mpa左右，竖向相邻的两排小导管搭接的水平投影长度大于一米，环向间距根据设计取30cm。在做完准备工作后，就开始使用钻孔工具将小导管沿着钻孔打入，如果当地的地质较软，就可以直接使用钻孔台车直接打入小导管，通常情况小，小导管的孔径为8mm，间距10cm，对于强行打入的钢管，首先需要对钢管进行冲洗后，然后在将钢管由上而下进行灌注。对小导管注浆工作完成后，在检测合格后，方可进行动身的开挖工作。开挖作业是依照不同的围岩，判断之后采取不同的方法，例如 V级围岩。它的开挖采用人工配合机械台阶分部预留核心土开挖，个别地方石方开挖采用放小炮松动爆破，Ⅴ级围岩台阶长一般为1.5～2倍的洞跨，施工中可根据围岩的稳定情况，结合超前支护影响范围，适当调整台阶长度、台阶个数，采用长短马口结合，错开施工。
2.3超前支护力学模型的分析
超前支护，它是由围岩、钢管或锚杆和浆体组成，浆体强度要到要求后形成整体，我们可以视其为一个独立结构，然后从力学的角度分析。经过分析，可以得出4个结论：（1）超前支护调动了更大范围的围岩，来抵抗隧道范围内土体损失带来的影响，提高了围岩自持力和围岩抗剪切强度；（2）超前支护的支点都在掌子面和后方支撑的一个梁式结构，最终形成一种环绕隧洞边缘的壳状能够预防围岩松动和塌陷。（3）超前小导管注浆支护技术及超前锚杆支护，力学上刚度小，但灵活性强。（4）管棚支护，在型钢骨架和钢管以及浆液相互作用下，刚度较大，可形成高强度整体，力学效果明显。
3、超前支护施工技术的优缺点
超前支护结构的力学效果，决定了各自的优缺点。上述几种施工技术方法的优缺点有：（1）管棚支护技术，结构稍显复杂，但刚度较大，力学效果明显，可以有效保护洞口，稳定掌子面；施工时要是不行发生垮塌的事情，那么那些塌碴也只会落在管棚上部岩碴上达到一个缓冲的效果，要是管棚不稳，破坏的力度也不会太大。（2）超前小导管注浆支护技术及超前锚杆支护，随刚度较管棚小，但结构较为简单，施工方便，地质变化时可随时调整，灵活性强，可以根据实际情况，随时变更施工方法；不过值得注意的是在自稳能力极差的围岩中，导管或锚杆前段仍处于滑动面内，超前支护效果有所减弱，这种情况可以适当增加小导管的长度，或者调整导管打入时的内倾角。（3）都能形成环状结构吸收爆破能量，当掌子面爆破产生冲击波和膨胀气体时，棚密集环形结构与之接触时会有效的吸收这股力量，从而来降低冲击波对围岩造成的破坏和影响程度。
4、结语
超前支护施工技术是隧道施工的一项关键技术，关系着施工过程中的安全，隧道工程中对于超前支护的运用，要依据实际的情况，针对不同围岩级别，采用不同的超前支护结构，对洞口和洞身超前支护施工的过程提前规划、有序实施。
参考文献：
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论文作者:刘建国
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/5
标签：超前论文; 隧道论文; 围岩论文; 导管论文; 施工技术论文; 钢管论文; 工程论文; 《基层建设》2019年第11期论文;