路桥隧道工程开挖支护施工技术论文_苏悦

路桥隧道工程开挖支护施工技术论文_苏悦

中交一公局厦门工程有限公司 福建省厦门市 361000

摘要:近年来,随着政府治理模式的转变,逐渐提高对各类国家基础工程的重视程度与建设力度,并取得诸多显著成果。在路桥隧道工程施工阶段中,开挖支护施工技术作为工程关键技术,施工情况与工程质量息息相关。为进一步提高路桥隧道工程的施工质量,充分发挥开挖支护技术的应用价值,本文对各项应用较为常见的开挖支护施工技术展开以下分析,阐述技术应用要点。

关键词:路桥隧道工程;开挖支护;施工技术

一、常见路桥隧道开挖施工技术

在路桥隧道工程施工阶段中,需要结合实际施工情况与工程地质勘察结果,以选择最为适当的隧道开挖施工技术,在充分保障隧道结构稳定性、减少围岩扰动系数的同时,提升隧道掘进效率。而应用较为常见的隧道开挖施工技术包括台阶法、全断面开挖法以及分部开挖法,各项施工技术的适用条件与技术要点如下。

1.台阶法

台阶法主要是对路桥隧道上部断面区域进行开挖,随后在上台阶区域开挖距离抵达一定标准后,同步开展下部断面与上部断面隧道开挖作业(上下台阶同步开挖)。而根据不同路桥隧道工程中台阶长度数值的差异,可将台阶法分为微台阶、短台阶、长台阶等分支施工技术。目前来看,台阶法更为适用于一定隧道等级与围岩埋深段等级的路桥隧道工程中(如III—V级围岩)。当工程地质条件较差时,也可选择应用台阶法,从而针对性提高掌子面自稳性能。

在应用台阶法时,要结合实际施工情况针对性制定台阶长度,并确保台阶长度数值在路桥隧道开挖宽度数值的1.5倍以内;对闭合时间的设定,需要根据隧道围岩稳定程度而定,当围岩稳定性较强时,闭合时间要求较低;在上部开挖环节,如若临空面过大,则不利于爆破作业的开展,因此需要注重优先设置密布中小炮眼;在下部开挖作业环节,需要结合实际施工情况制定适当的爆破用药量以及开挖厚度数值,避免对上台阶结构稳定性造成负面影响;在台阶混凝土喷射作业完成后,需要及时开展养护作业,直至混凝土强度系数抵达一定数值标准后,再组织开展后续隧道开挖作业。与其他隧道开挖技术相比而言,台阶法具有前后干扰系数低、隧道开挖作业效率快、施工作业安全系数高、单次开挖面积小等诸多技术应用优势。

2.全断面开挖法

全断面开挖法技术是优先开展洞室一次开挖成型作业,随后开展二次衬砌以及支护作业。相比而言,全断面开挖法具有适用范围广、开挖效率快、工序流程简略、作业空间大、一次成型等诸多应用优势。但与此同时,这项隧道开挖施工技术也存在开挖作业量大、隧道围岩结构稳定性较低等应用劣势,需要结合不同路桥隧道工程的实际施工情况以针对选择。在路桥隧道工程施工阶段中,全断面开挖法更为适用于等级在I至III级的围岩、且断面面积较小的工程中。在全断面开挖法应用过程中,要保持隧道围岩结构在隧道开挖至前期支护作业环节间的自稳性,同时需要结合实际施工情况选择适当的施工区段长度数值;在施工现场需要配置相应规格型号的大型施工机械设备,用于开展隧道开挖作业。因此在路桥隧道开挖长度数值较小时,并不适用于全断面开挖技术(会对工程造价成本造成明显波动影响)。

3.分部开挖法

分部开挖法的应用原理与主要工序流程为,将工程设计方案中的各处隧道断面合理划分为多处施工部分,随后对各处施工部分组织开展二次及以上开挖作业,最终抵达隧道设计开挖断面区域。

在路桥隧道工程施工阶段中,分部开挖法主要由环形开挖、双侧壁导坑法、中洞法等分支技术所构成,不同分支技术的适用范围、工序流程都有所差异,需要结合实际施工情况选择正确分部开挖技术。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如,在隧道围岩等级为V—VI级时,需要优先采取环形开挖法,采用人工掘进或机械掘进作业模式开挖环形拱部,随后构建钢支撑结构、采取混凝土喷射与挂靠钢丝网等支护措施,为拱部提供支护防护。再对核心土以及隧道下半部开展开挖作业、重复搭设支护结构、开展封底作业(当出现围岩变形施工问题时,可选择开展二次衬砌作业)。

二、常见路桥隧道工程支护施工技术及要点

1.锚杆支护

锚杆支护技术主要指,采取金属件、聚合物件以及各类材料而制作杆桩,随后施工人员将杆桩打入隧道中所钻探的施工孔洞内,将隧道围岩结构、稳定岩体结构进行充分结合,从而达到支护作业目的。相比而言,锚杆支护技术具有补强效果显著、造价成本低、工序流程简便、适用范围广等应用优势。而在锚杆技术应用过程中,结合实际施工情况(如围岩级别、岩体风化程度等),选择适当的锚杆布置以及钻孔位置;针对不同施工区段的地质情况,针对性制定锚杆间隔位置、长度数值以及钻孔方向角度,确保所打入锚杆的固定性符合工程设计要求,且有效发挥悬吊、组合梁以及补强效果;需要确保锚杆垫板以及隧道岩层二者之间处于紧密贴合状态;提前对施工方案进行深化设计,确保所制作锚杆等装置设备的数量、规格型号符合实际施工需求,且避免出现严重的资源浪费(如锚杆过剩)问题。

2.喷射混凝土

喷射混凝土支护技术主要指,施工人员使用压力喷枪等设备,将所配制混凝土浆体与速凝剂等材料以高压形式,向隧道围岩表层结构进行高速喷射,从而形成多层具有较高强度与密封性的混凝土保护层。在路桥隧道工程施工阶段中,喷射混凝土技术常与其他支护技术进行组合应用。在喷射混凝土支护技术应用过程中,如若选择开展分层喷射混凝土作业,需要在各混凝土层终凝一定时间后(同时确保其强度抵达一定标准),再组织开展后续喷射混凝土作业;在喷射混凝土作业开展前,需要对上层喷成表面结构或围岩表面结构开展清理作业。如若存在超挖以及喷层开裂等施工问题时,需要及时采取相应处理措施;对喷射混凝土作业时间范围与养护作业时间长度进行合理制定;需要根据开挖面的轮廓结构以针对性制定喷射混凝土施工方案。

3.钢支撑

钢支撑支护技术主要指,结合实际施工情况,灵活运用角钢、钢管等钢材搭建钢支撑结构,从而为隧道结构及开挖面提供支护作用、同时抑制土体岩层变形。在路桥隧道工程中,常见钢支撑结构为钢拱架以及钢格栅。以钢拱架支护技术为例,在技术应用过程中,需要注重结合实际施工情况针对性制定钢拱架结构设计方案,确保所配置钢材的规格型号、各节弧度以及尺寸长度符合工程施工与支护要求,同时需要预留出一定程度的沉降量,避免在后续施工阶段中出现侵入衬砌等施工问题;可选择组合应用喷射混凝土支护技术,以填充钢支撑结构以及隧道围岩结构二者的间隔区域,最大程度提高钢拱架与围岩之间的贴合系数,同时形成整体受力结构,增幅支护作用;当隧道围岩结构的自稳性能较弱时,可选择于上台阶区域搭建大拱脚结构,并采取人工修凿等作业模式对拱脚进行适当扩大。但在采取这一技术措施时,将会在隧道围岩前期开挖作业环节中出现一定时间的支护空窗期,在这一期间内有一定可能出现围岩结构坍塌等施工安全事故。因此需要结合实际施工情况,选择性采取这一技术措施。

结语:综上所述,路桥隧道工程施工难度大,必须深入分析各项开挖支护施工技术的工序流程、适用条件,全面掌握技术应用要点,结合路桥隧道工程实际施工情况与地质结构,针对性制定具有高度合理性与可行性的开挖支护技术方案,才能为路桥隧道工程施工安全提供必要保障,有效预防施工安全事故的出现。

参考文献:

[1]张得超.路桥隧道工程开挖支护的施工要点研究[J].科技经济导刊,2019,27(20).

[2]赵涛.路桥隧道工程开挖支护的施工要点解析[J].江西建材,2017(19).

[3]冯钢鹰.浅谈隧道工程建设中开挖支护施工的作用与技术要点[J].河南建材,2018(02).

论文作者:苏悦

论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/21

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