公路隧道项目施工支护技术应用

张 雁 霞

(山西晋城路桥建设有限公司,山西 晋城 048000)

0 引言

由于我国幅员辽阔，各个地区之间的距离也比较大，所以高速公路的里程比较长，地形相对来说比较复杂，很多的高速公路工程都受到了山体的阻隔，所以很多情况下都需要设置隧道工程，这种类型的工程项目建设施工难度非常大，并且还会出现很多无法预料的问题导致工程无法顺利实施，还存在很多质量问题，一旦处理不当，就会造成巨大经济损失以及人员伤亡事故的存在。所以，在工程实践中需要加强高速公路施工技术的研究，从而可以全面的提升工程质量与安全性，为我国交通事业的发展和进步提供基础条件。

1 工程概述

高陵高速公路凤凰掌隧道，全长630 m。凤凰掌隧道隧址属于低中山地貌，隧道高平端洞口微地貌为基岩中陡坡，表层为第四系薄的松散残坡积物覆盖，洞身段地形起伏相对较大，地形较破碎，微地貌以薄层黄土覆盖的基岩山脊和小型基岩侵蚀冲沟为主，新乡端洞口微地貌为基岩中缓坡，坡脚附近被第四系所覆盖。因其入口的位置上呈现出沟谷的地形形式，地表植物种类较多且比较茂盛，隧道内部条件也比较差，容易出现山体滑坡、塌陷以及泥石流等自然灾害，严重的影响了隧道的正常施工。为了全面提升该工程的安全性与稳定性，需要在入口40 m的位置处设置支护工程来进行施工，以此来满足具体工程的要求。

隧道采用光面、预裂爆破。不良地质及特殊地质地段(含Ⅴ级浅埋和Ⅴ级)开挖采用台阶分部开挖，短循环、弱爆破、预留核心土，并辅以辅助施工技术措施，如超前管棚、超前锚杆、导管预注浆。Ⅳ级采用上下台阶法施工。Ⅲ级，Ⅱ级采用全断面法施工。

喷射混凝土采用湿喷工艺，防水板接缝按双缝热熔焊接，二次衬砌采用整体式模板台车浇筑。隧道施工运输方式采用无轨运输。

2 管棚工作原理

2.1 技术要求

本次工程进出口处的明暗洞结合处根据工程的实际情况决定设计为超前大管棚的形式。进口端K43+320～K43+360，长度为40 m，出口端K43+910～K43+950，长度为40 m。

2.2 超前长管棚

隧道入口位置上根据工程的具体情况以及安全性的要求需要合理的设定管棚埋设深度尺寸，还要选择使用注浆施工的方式来切实提升结构体系的承载能力，从而使得整个部分更具安全性。根据设计方案的要求，管棚结构选择使用108 mm×6 mm无缝钢管制作而成，环向的间隔距离设计为40 cm，连接的结构形式为螺纹连接，长度是15 cm，根据工程的承载性能以及结构强度的要求，注浆使用的是M30水泥砂浆材料。

3 管棚施工工艺

3.1 超前大管棚注浆施工准备

1)掌子面处理。应用厚度达到10 cm的C20混凝土进行封闭施工。2)超前大管棚加工。钢管在施工现场进行制作，选择使用钢管，尺寸为108 mm×8 mm，节长4 m～6 m，连接的方式为螺纹或者焊接的方式，前端部分设计为尖头形式，然后在中间位置进行注浆施工，注浆孔直径12 mm，然后预留3 m的注浆长度[1]。

3.2 钻孔施工

1)测量布设。钻孔施工的过程中需要严格控制孔间隔距离以及角度尺寸，还要根据设计方案的要求保证各个方面的尺寸都要符合要求。根据工程的实际需要，本次工程总计设计了76个出口以及73个注浆孔。

2)根据施工要求来防止钻机平台，在运输到指定位置之后要布置钻机平台，通常需要搭设尺寸为15 cm×15 cm×400 cm的方木平台，根据设计方案的规定来制作平台，还要保证所有的施工设备都安装在指定位置上，且各个设备都能够正常工作。

3.3 搭设钻机平台、钻机就位

1)洞口位置上安装平台，保证其达到安全性与稳定性的要求[2]。

2)钻孔。钻机安装到施工位置之后，再应用125的钻头进行施工，保证所有的钻孔位置都要符合工程的要求，且尺寸偏差不能超过规定的要求。钻进深度达到了30 m/40 m之后才能够拔出钻头，安装管棚导向管，根据设计需要选择使用直径为108 mm的无缝钢管，所有的孔位都要呈现出梅花布置的形式。钻进过程中要应用编织袋堵塞，防止杂物影响孔位成型。

3)清孔。应用地质岩心钻杆与钻头同时作用之下来进行清孔处理，将表层的杂质完全清理干净，确保孔径、深度等参数都达到规定的要求，然后再通入压缩空气将底部杂质吹干净，运用经纬仪保证各项参数都达标。

3.4 顶入管棚，安装止浆塞

1)为了便于管棚接长，需要在套管外部布置平台来保证工程的顺利实施。

2)钢管连接的端头部分要安装成尖形，便于工程顺利实施。

3.5 注浆

1)施工开始前应该将喷射混凝土进行封闭处理，防止出现漏浆的情况。2)根据施工的需要随时调整加压泵以及管路，保证内部压力完全符合标准以保证工程顺利实施。3)从工程的实际情况来看，本次工程中选择使用两台ZYB70/80D注浆泵联合注浆，注浆施工中选择使用的是水灰比为0.7的浆液来进行，达到要求后再进行1∶1浆液注入施工，随时观察压力与注浆量的变化，如果超出了规定的要求，可以保证压力达到要求后开始施工，如果未能满足要求，需要经过4 h～6 h之后进行清理，达到要求之后再开始注浆施工，以保证工程质量达标[3]。4)注浆施工完成之后，单孔达到如下标准认为合格:a.注浆压力提升到规定要求并且持续10 min；b.注浆结束之后进浆量不能超过5 L/min。5)检查施工结果，不合格地方需要补浆。a.检查施工结果。开挖施工之前需要进行内部涌水检查，从而可以确定其注浆是否达到要求，各项参数都要满足，否则需要立即进行施工。b.补孔注浆。开挖施工之后如果产生渗水的情况，堵水也未能达到要求，需要开始局部注浆施工，以达到规定的要求。

4 隧道工程支护施工质量控制

4.1 洞身开挖质量控制

洞身隧道是整个工程的主体部分，该部分的施工非常关键，但是在施工中却非常容易出现欠挖、超挖等病害问题，确保作为位置需要达到要求的平整度。在施工中需要保证钻孔精度和爆破参数都要符合要求，其不会给地质造成重大的影响，以全面提升工程的质量水平，任何一次爆破都要做好明确分析，保证设计方案的合理性，以确定施工效果达标。

4.2 洞身二次衬砌

二次衬砌采用模板台车灌注混凝土的方式来进行，衬砌台车应该用长度为9 m的规格。衬砌施工的过程中，可以根据需要使用两台泵车进行灌注施工，从而可以保证工程质量与效率。衬砌施工完成之后，要进行凿毛处理。浇筑施工中，技术人员需要仔细的观察各个模板、支架以及预埋件是否符合设计方案的要求，如果有质量问题，需要立即采取措施进行解决和处理。

4.3 洞内防排水控制

为了可以充分的保证工程质量达到标准的要求，首先就是要确保工程的防水板符合要求，所有的指标都要满足要求。防水板的接缝位置一般需要选择使用充气的方式来确定，压力通常为0.25 MPa，这样才能保证检测结果达标，并且检测时间不能少于15 min，此时如果压力下降超过1/10，也就说明了焊接质量未能满足要求，立即需要进行补焊处理。根据工作的需要，可以使用肥皂水来进行检测，保证各个结构部分都不存在有质量问题。

5 结语

本文主要从工程的具体案例展开分析，了解隧道工程中的管棚施工具体方式以及注意事项，从而可以更加清楚的了解施工工艺，在未来发展中，还需要不断的研发新技术，从而可以使得隧道施工技术水平得到有效的提升，进而可以更好的保证隧道工程的质量符合要求，全面提升我国交通工程的安全性与稳定性。