公路隧道開挖支護施工現(xiàn)狀分析及研究

1、公路隧道開挖支護施工現(xiàn)狀分析及研究摘要：伴隨隧道工程技術的不斷開展與進步，我國隧道建立越來越多，如何確保橫洞進洞及洞口穩(wěn)定是施工的重點和難點。文章簡要介紹了隧道支護分類及作用，分析了隧道開挖方案，對隧道開挖支護施工現(xiàn)狀進展了闡述。關鍵詞：公路；隧道；開挖支護；施工現(xiàn)狀；研究中圖分類號：X734 文獻標識碼： A一、隧道支護分類及作用1、錨桿，錨桿的類型主要有：普通砂漿錨桿、中空注漿錨桿、自進式錨桿、水泥藥卷錨桿和預應力錨桿，錨桿端頭設鋼墊板。由其作用可知：錨桿必須與巖層可靠粘結，錨桿端頭墊板應可靠安裝。2、鋼架，在圍巖破碎自穩(wěn)性差時，為確保支護施作過程及施工后圍巖穩(wěn)定，初期支護采取鋼架支護，鋼

2、架安裝時應確保鋼架與圍巖嚴密連接，鋼架與圍巖空隙應采用楔形預制混凝土塊固定結實。3、噴射混凝土，其厚度、強度根據(jù)圍巖地質情況及隧道開挖斷面確定，主要作用是封閉圍巖，減少開挖后圍巖風化，以維持巖層自穩(wěn)。4、超前支護，當掌子面圍巖較破碎，隧道開挖后圍巖難以自穩(wěn)時，采取掌子面前方超前支護措施。超前支護分為：超前小導管、超前錨桿、超前管棚等。二、隧道開挖方案1、全斷面開挖法全斷面開挖法指的是根據(jù)公路隧道設計輪廓進展一次爆破成型，再采用錨固支護與二次襯砌的方法來施工。全斷面開挖法在類整體性好的圍巖中應用非常理想，假設是在類圍巖中進展使用，那么，就要求圍巖必須從全斷面開挖到支護前期環(huán)節(jié)階段持于穩(wěn)定狀態(tài)下。

3、同時，施工現(xiàn)場還要有大型機械設備，隧道長度或者施工區(qū)段長度應保持適當。通常來說，不得低于1km，不然，采用大型設備施工難以獲取較高的經(jīng)濟價值2、臺階法臺階法也可稱之為正臺階二步開挖法，主要是在改良全斷面一次開挖法的根底上演變來的，通常會用到圍巖從全斷面開挖到支護前期環(huán)節(jié)階段持于穩(wěn)定狀態(tài)下的地層中。我國目前大概有70%的公路隧道都會采用這一方法。按照臺階長度的不同，臺階法一般可劃分為長臺階法、短臺階法以及超短臺階法，施工中采用哪一種方法較適宜，應從兩方面的因素考慮：首先，對初期支護形成閉合斷面的時間要求，圍巖越差，要求閉合時間越短。其次，對上部斷面施工中使用的開挖、支護等各環(huán)節(jié)設備所需施工場地大

4、小的要求。假設是軟弱圍巖，應以第一條為主并兼顧第二條，保證施工的平安，對于整體性好的圍巖，應將重點放在怎樣將機械設備效率全面發(fā)揮，獲取經(jīng)濟效益最大化上，可采用第二條。三、隧道支護施工現(xiàn)狀分析1、錨桿施工現(xiàn)狀分析1錨桿施工程序隧道工程常用錨桿形式有全粘結砂漿錨桿及中空注漿錨桿，其施工程序為：砂漿錨桿：施工準備標注孔位鉆孔、清孔壓注砂漿插入、固定錨桿體安裝墊板、螺栓。組合式中空注漿錨桿：施工準備標注孔位鉆孔、清孔組裝錨桿安裝錨桿注漿桿體孔口回漿安裝墊板、螺栓。砂漿錨桿采用22螺紋鋼筋加工制作，尾部車絲6cm，錨桿桿體調(diào)直、無缺損、無銹、無雜物。組合式中空注漿錨桿在專業(yè)廠家加工，由中空錨桿桿體和墊板

5、、螺母、排氣管等附件組成，中空錨桿構造見圖1。圖1中空注漿錨桿示意圖錨桿設置位置應根據(jù)圍巖級別、巖層產(chǎn)狀、風化程度等地質情況合理布置，由于隧道工程不同施工段、同一開挖掌子面不同部位地質情況差異很大，故理論上錨桿布置間距、方向及長度應與巖層面垂直，并錨固在穩(wěn)定巖層內(nèi)，以充分發(fā)揮錨桿的懸吊作用。同時，為充分發(fā)揮錨桿的組合梁、拱作用，錨桿墊板應與巖面密貼，螺帽應擰緊。但實際施工中，由于設計與施工單位多是兩個單位，設計只管在室內(nèi)根據(jù)預測地質情況進展設計，施工過程中又不可能派技術人員跟班作業(yè)，故設計支護方案只能是死的，不能根據(jù)需要及時進展調(diào)整，監(jiān)理單位及業(yè)主方只認設計圖明確的方案，施工單位也只能按圖施工

6、，這就造成了初期支護錨桿不可能根據(jù)地質需要適當調(diào)整間距和長度，開挖面有的部位錨桿過剩，有的部位錨桿數(shù)量缺乏，一方面造成了資源浪費，增加了建立本錢，另一方面錨桿施作不夠，帶來了施工風險，給運營埋下了隱患。錨墊板施作上，因技術人員對錨墊板作用認識缺乏，操作過程中控制不嚴，形成了錨墊板與巖面不密貼，甚至不安裝錨墊板等問題，現(xiàn)階段錨墊板施工質量堪憂。2、鋼架及大拱腳鋼架施工現(xiàn)狀分析1鋼架施工鋼架在加工廠下料分節(jié)焊接制作，保證每節(jié)的弧度與尺寸符合設計要求，每節(jié)兩端均焊連接板，節(jié)點間通過連接板用螺栓連接。鋼架安裝應嚴格控制其內(nèi)輪廓尺寸，且預留沉降量，防止侵入襯砌凈空，鋼架與圍巖間的間隙必須用噴射混凝土充填

7、密實，保證支護與圍巖密貼，控制圍巖變形，兩排鋼架間用縱向連接鋼筋連接，連接鋼筋環(huán)向間距1m，以形成整體受力構造。2大拱腳鋼架設計施工現(xiàn)狀分析圍巖破碎自穩(wěn)性差采取正臺階施工時，為確保開挖下臺階時上臺階構造穩(wěn)定，在上臺階拱腳處設置大拱腳，大拱腳高1m，寬0.5m。大拱腳構造形式見圖3。大拱腳鋼架施工是在上臺階開挖后，采用風鎬人工修鑿擴大拱腳，支立加工好的拱架后，噴射初期支護混凝土。 圖3大拱腳臺階法示意圖大拱腳施工現(xiàn)狀，任何一種支護措施都有其適用范圍，大拱腳鋼架支護形式主要適用于黃土等自穩(wěn)性較好地質，正臺階法開挖施工。對薄層頁巖等地質該法適用性較差，因上臺階開挖后修鑿擴大拱腳需要一定時間，圍巖開挖

8、后不能及時支護，有可能造成圍巖失穩(wěn)坍塌。但隧道設計中，為加強軟弱圍巖支護措施，往往直接套用該措施，既不便于施工，又浪費材料，同時帶來了更大的施工平安風險，故該法應慎重采用。3、超前小導管施工現(xiàn)狀分析超前小導管采用無縫鋼管加工而成，安裝后必須嚴格注漿施工工序，使水泥漿液填充局部圍巖孔隙，隧道開挖后開挖面形成穩(wěn)定圍巖層。但實際施工中，注漿工序常常被忽略，小導管安裝前導管內(nèi)填充砂漿形成鋼管混凝土，或是直接安裝小導管即完畢該工序，不進展注漿施工。造成小導管起不到料想作用，開挖后出現(xiàn)圍巖掉塊，甚至坍塌等問題。4、噴射混凝土施工現(xiàn)狀分析1噴射混凝土施工噴射混凝土在隧道開挖后及時施作，盡早封閉圍巖，噴射混凝土施工采用混凝土噴射機分段分層施作，噴射混凝土完成后及時養(yǎng)護。2噴射混凝土施工現(xiàn)狀分析噴射混凝土應與圍巖面可靠粘結，但實際施工中，由于隧道開挖施工存在超欠挖，使開挖輪廓不是完全平順的輪廓面，增加了噴射混凝土施工難度，同時，加大了噴射混凝土工作量。于是，有的隧道工程施工中，在噴射混凝土前將開挖輪廓面較大的凹坑采用石棉板、木板等材料封蓋后再施作噴射混凝土層，這樣，既節(jié)約噴射混凝土材料，又減少了