关于隧道开挖支护施工技术的运用研究

郝 海 龙

(山西路桥第一有限责任公司,山西 太原 030006)

关于隧道开挖支护施工技术的运用研究

郝 海 龙

(山西路桥第一有限责任公司,山西 太原 030006)

介绍了隧道开挖支护环节常用的支护施工器材，从钢管、锚杆、超前小导管、混凝土喷射等方面，阐述了隧道开挖支护技术要点，有利于提升隧道开挖及支护效果，促进工程的顺利实施。

隧道，开挖支护技术，钢架，锚杆，超前小导管

随着隧道工程量增加，施工规模不断壮大，其开挖支护的施工效果越来越受人们关注，这个环节的施工可以为隧道工程的整体施工安全、施工质量提供强有力的保障。因此，施工人员在开展开挖支护的时候，应根据隧道工程的实际施工情况，选择最佳的开挖支护技术，并且充分掌握技术运用要点，提升施工质量的同时，又能保障各施工人员的人身安全，促进隧道工程施工顺利进行。

1 在隧道开挖支护环节常用的支护施工器材

众所周知，要想做好一件事，首先应当做好一切准备，配备良好的工具。在开展隧道工程施工时，要想有效应用开挖支护技术，施工工人首先就要准备好施工所需的一切工具，并且对其有充分的了解，这样才能在实际开挖支护中，更好地发挥施工工具的应用，提升技术应用效果，保障隧道施工质量达标[1]。

1.1 钢架

钢架是隧道支护施工中，常常会用到的工具之一。在实际施工时，围岩破碎之后会对施工工人的人身安全造成威胁，而这部分岩石的稳定性不高，为了确保施工顺利进行需要对这些围岩进行稳定，此时常用到的支护技术就是钢架支护技术，通过采取钢架安装，使围岩与钢架之间能够紧密的连接在一起，同时对两者之间的空隙采取楔形预制混凝土块加以固定，提高隧道中围岩的稳定性，保障施工工人的安全，使施工得到顺利开展。

1.2 锚杆

在开展隧道开挖、支护的施工时，锚杆的应用极为常见，是支护技术中不可或缺的一种工具。锚杆的种类较多，如水泥标杆、砂浆标杆以及中孔砂浆标杆等等。应用标杆支护主要起到局部加固、悬吊的作用，进而在岩层上稳定破碎岩块，与此同时也起到组合梁、组合拱等作用，使层状岩层有效连接，进而形成组合拱、梁。

1.3 超前小导管

在开展隧道超前小导管的支护施工时，超前小导管就是重要工具。加工42 mm×3.5 mm规格的无缝钢管，其长度达到3 m～5 m，导管前端加工为尖锥状；导管布置的距离为15 cm，并且以梅花形状注浆孔，其孔径是7 mm。该支护工具主要应用于一些砂层段的隧道支护施工以及弱破碎带支护、砂卵石段预支护等，以保障隧道开挖施工正常进行[2]。

2 分析隧道开挖支护技术应用要点

2.1 钢架开挖支护施工技术

在开展隧道工程开挖支护的过程当中，钢架属于重要支护工具之一。所以，在展开支护施工前，要根据隧道实际支护情况制作与之相适应的钢架，制作时采取分节焊制的方式可以保障各节钢管弧度、尺寸设计等均与实际施工相符合，各节钢管两端要与板焊接连接，然后各节钢管采取螺栓连接。

在应用中，严格控制钢管内部轮廓的尺寸，同时预留出合适的沉降量；此外，要用混凝土将钢架和破碎围岩间隙填充，使两者之间可以紧密的联系在一起，避免围岩不会发生变形，进而保障隧道工程的开挖施工，提高施工工人的施工安全性。但是，在实际应用钢架支护技术时，应当结合不同的施工地段及地质情况，设计与之相适应的钢架形状、工艺。现代化隧道施工，常常会遇到围岩破碎的问题，这类围岩的稳定性不高，特别是对于黄土土质的隧道施工，其支护要求就更高。一般情况下，这类土质的支护施工多选择正台阶法，指的是在上台阶拱脚部位，设置高1 m、宽0.5 m的大拱脚。这种支护技术可以确保开挖后，可以节约扩大拱脚的时间，确保开挖之后围岩得到及时支护，不会因就围岩失稳造成坍塌事故。

2.2 锚杆开挖支护施工技术

开展隧道工程开挖支护的时候，锚杆支护技术属于重要的施工技术，也是一个重要的施工环节。从锚杆支护的施工流程方面来看，要在施工准备的同时，标注孔位后再过度到钻孔、清孔施工，最后在钻孔中插入锚杆并且及时固定，然后安装垫板、螺栓即可达到固定锚固的作用。制作锚杆的时候，主要选择22 mm直径的螺纹钢筋作为原材料，车丝处理钢筋尾部，该操作主要在钢筋尾部6 cm的范围内进行，然后调直锚杆杆体即可。在实际开展隧道锚杆支护施工时，关键的一个技术问题就是锚杆位置的确定问题，加强锚杆位置确定可以提升其支护效果。确定其位置的过程当中，应该积极与围岩的地质状况相结合，如岩层级别、岩层产状、岩层的风化程度，然后再进行科学合理设置锚杆。此外，在整个隧道施工当中包含了数个不同的施工地段，并且各个开挖阶段的撑子面具有不同的地质情况，所以，应用锚杆支护技术时应当确保锚杆布置的间距以及长度、方向等与隧道岩层面保持垂直状态，进而将锚杆稳定在岩层中起到更佳的锚吊效果。此外，施工中为了更好地发挥锚杆组合拱、梁等作用，应当把锚杆垫板紧贴于岩面，拧紧螺帽后全面强化锚杆支护施工质量。

2.3 隧道超前小导管开挖支护技术

采取超前小导管隧道开挖支护技术，需要在制作好导管后，将其设置在隧道拱部120°范围内，环向间距一般控制为40 cm～50 cm，其外倾角控制为10°～12°左右。该开挖支护施工流程主要是：布孔完成后进入钻孔环节，然后再将制作好的小导管进行安装，最后采取注浆。在实际安装的时候要严格按照施工工艺进行，然后水泥浆液把围岩孔隙完全填满密实，便于隧道开挖之后，其开挖面可以形成一个稳定岩层。此时应要注意：注浆施工一定要给予高度重视，保障注浆质量，有助于提升其支护效果[3]。

2.4 隧道混凝土喷射支护施工技术

在开展隧道工程的开挖支护时，喷射混凝土是一种支护技术，也是最关键的一个环节。隧道开挖后应该及时采取混凝土对已经开挖的层面进行喷射，喷射的时候主要借助喷射机，然后按照分层喷射的方法，喷射之后还要及时展开养护。在此过程当中，喷射时应该注意的是，隧道开挖的时候有可能发生超欠挖问题，这个问题会造成隧道的开挖出现不平顺的轮廓面，所以喷射难度会增加。某些施工单位为了减少工作量和节约成本，往往会选择在喷射混凝土前在部分较大的轮廓面填充石棉板、木板等材料，然后再采取混凝土进行喷射，这样虽然节约了混凝土材料，但是极有可能在初期支护过程当中，以及岩层内出现空腔，导致整个隧道工程的施工以及后期的应用存在较大的安全隐患，因此，在开展喷射混凝土支护技术的时候，要确保隧道开挖保持平整的轮廓面，即便遇到不平顺的层面，也要加强混凝土浇筑，可以积极应用多点式的浇筑，提高支护效果，保障施工安全及隧道后期应用效率。

2.5 隧道开挖支护监控技术

在隧道工程的开挖支护中，不仅要采取先进的施工技术全面保障支护效果，同时还需要在此基础之上保障支护成效，就要对隧道支护施工加强监控，这样能够确保隧道支护在发生任何问题的时候，及时得到处理，保障隧道施工顺利开展。监控技术的要点是指通过对施工现场进行测量，掌握隧道拱顶下沉以及周边位移、支护应力等动态变化情况，这样能够为隧道的喷锚支护、混凝土二次衬砌提供参数依据，通过对测量的数据进行分析，将其融入到支护设计及施工中，进而全面优化隧道支护施工效果，最终达到经济、安全及快速的施工目标[4]。

3 结语

在隧道施工要求越来越严格、施工量增加、施工规模壮大的背景下，开展隧道工程施工，开挖支护属于重要的施工环节，其技术的有效运用也不断被人们所关注，分析其施工技术对于提高支护效果及质量有着极为重要的意义。所以，隧道施工单位务必意识到开挖支护技术的重要性，对隧道情况进行全方位的了解及掌握之后，选择与之相适应的技术进行施工，针对不同的开挖支护问题，选择合适的支护工具，严格按照支护施工流程、技术工艺等，全面保障支护质量，以此保障各施工工人的安全，同时提升隧道整体的施工质量。

[1] 刘江涛.铁路隧道开挖施工技术分析[J].中国高新技术企业,2016,11(32):91-92.

[2] 王林昆.特殊地段的隧道开挖施工技术分析[J].江西建材,2014,20(20):165.

[3] 冉茂伦.特长隧道开挖及其支护施工技术探讨[J].交通建设与管理,2014,29(22):232-234.

[4] 裴志瑶.隧道开挖支护施工技术[J].交通世界·运输车辆,2015,5(6):124-125.

On application of the tunnel excavation support construction technique

Hao Hailong

(ShanxiNo.1RoadandBridgeCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

The paper introduces the common support construction equipment of the tunnel excavation support step, and illustrates the tunnel excavation support technical points from the steel pipe, anchor bolt, advanced small pipe, and concrete jet grouting, so as to promote the tunnel excavation and support effect and enhance the engineering implementation.

tunnel, excavation support technique, steel frame, anchor bolt, advanced small pipe

1009-6825(2017)03-0183-03

2016-11-12

郝海龙(1985- )，男，助理工程师

U455

A