公路隧道工程开挖支护的施工要点分析

李志林

（中交一公局第五工程有限公司，新疆 哈密 839000）

0 引言

对于公路隧道工程来说，开挖支护是非常重要的环节，关系到整个工程质量的安全性和可靠性。在正式施工之前一定要安排专业人员去现场及周边进行勘察，这样可以掌握地形、地质、水文等环境特征，从而选择合适的工艺技术和材料设备，进一步确保施工方案的可行性，为施工的顺利进行提供良好的基础。

1 公路隧道工程的主要特征

公路隧道工程的施工环境较为恶劣，工序复杂，对技术要求较高，施工具有很大难度。具体表现在以下几个方面：

第一，施工中存在许多不可预测因素，尤其是施工现场的地质环境会直接影响施工活动的进度和安全等。在正式施工之前若没有准确掌握施工现场及周围的地质环境和水文特征等，很难及时发现瓦斯或泥石流等不良地质情况，也就不能制定出合理有效的应对措施，会存在很大的安全隐患[1]。

第二，公路隧道工程实际施工中会对原来的地质结构造成不同程度的影响，同时，工作人员很难对地质变化趋势进行预测，会加大塌方情况的发生。

第三，隧道工程的施工区域一般都在地下，隐蔽性非常强，各个施工工序之间具有密切联系，前面的施工内容会被后面的施工覆盖，工作人员很难发现隐蔽问题，容易留下隐患，影响工程质量，进而威胁到人们的安全。

2 公路隧道工程开挖的施工要点

2.1 公路隧道全断面开挖施工技术

在公路隧道工程施工中，工作人员要综合分析现场情况，根据工程要求，顺着隧道巷道的设计开挖断面、操作钻孔车等机械设备。同时，要在隧道施工区域内进行钻孔工作以及单次的爆破成型，然后把钻孔车等机械设备转移到隧道开挖面，经过多次施工后建立支护结构，完成隧道二次筑模衬砌作业，这样能够建立起稳定的公路隧道支护体系。工作人员在使用全断面开挖施工技术时，一定要充分掌握现场情况，选择合适的护板全断面、掘进机护板全断面等公路隧道开挖方法。同时，要制定科学完善的施工流程，按照技术要点和操作要求规范进行，以此保证工作效率和质量。

另外，在进行隧道开挖施工时如果使用钻孔爆破方法，一定要做好安全防护措施，在正式爆破之前要清场，保证人员、材料、设备等的安全，必要时可以在隧道的围岩上面铺设防水隔离层。在进行二次筑模衬砌施工中，为了加快施工进度，可以进行混凝土初喷、复喷作业。此外，等隧道开挖到合理距离之后，可以同时进行混凝土铺底施工[2]。

2.2 台阶法

2.2.1 长台阶法

在公路隧道施工中经常用到长台阶法，这项技术开挖作业面积较小，开挖参数可以有效提升施工面的科学性，一般来讲是用于Ⅰ～Ⅲ围岩中。在实际应用中工作人员要全面分析台阶的长度，通常要小于100m。

2.2.2 短台阶法

Ⅴ级的围岩会在风化和化学成分等作用下被侵蚀，会破坏围岩结构的稳定性，甚至影响公路整体质量，降低使用寿命。在公路隧道隧洞的开挖施工中，为了降低影响，可以合理应用短台阶法。在实际施工中工作人员要严格管控高度和长度，一般高度在3m左右，长度在5m 左右。另外，为了提高工作效率，提升施工进度，进尺通常设置是1m。此外，在开挖任务完成后，非常容易出现上台阶悬空问题，会导致台阶垮塌，为了避免发生此类情况，工作人员要尽量减少对上台阶载荷的施压[3]。

2.3 分部开挖法

分部开挖法本质上是台阶法的细化，一般是再次划分巷道断面的设计图，将其分成几大部分，再开展二次及以上的开挖，最终实现巷道设计开挖断面的一种加快施工进度的效果。在实际工程中，相关人员要综合分析施工现场及周边环境特征，并结合施工的情况，进行开挖方法的选择。对于大跨度隧道开挖作业，地层大多比较松软，稳定性比较差，为了避免破坏隧道，可以使用侧壁导坑法开展开挖作业。另外，工作人员要合理放置支撑架，开挖作业一般要沿坑道进行，在衬砌的作用下对核心部位进行开挖。为了进一步保证开挖作业的安全性，在正式施工之前工作人员可以修筑仰拱[4]。

2.4 CRD 施工法

CRD 施工法属于交叉中隔墙法，主要应用在软弱地层的公路隧道工程中，能够解决地表沉陷问题。但造价比较高，会加大企业的成本支出，一般只用在膨胀土地层或者具有较大开挖跨度和对围岩沉降变形控制要求高的施工中。在实际应用中要遵守小分部、短台阶、短循环、快封闭的原则，按照从上到下的顺序将隧道分割成块，等块成环后再正式施工，在施工中需要注意做好初期支护措施。另外，选择CRD 施工法时工作人员要提前留出核心土，对大断面隧道进行分割，将其划分成4 个独立小洞室。

同时，当沉降和收敛稳定初期支护结构拱顶后，工作人员要将初期结构中临时搭建的仰拱、隔壁墙等拆除干净，一般需要从上到下进行，等完成之后再开展下一步工序。此外，在开挖作业中使用CRD 法各流程都是封闭成环的，涵盖了台阶法与双侧壁导坑法的优势，尤其是在提高围岩稳定性方面具有突出贡献，有利于进一步保障施工的安全[5]。

3 公路隧道工程支护施工要点

3.1 锚杆施工技术要点

在公路隧道工程施工中锚杆支护非常重要，关系到隧道坑道稳定性，在开挖之后工作人员要马上安排锚杆的安设施工。在处理完成之后要调整锚杆的杆件，使其保持直线。制作好锚杆之后要综合分析施工区域的地质特征和岩层情况，最终确定锚杆位置。对公路隧道工程来说，地质条件较为复杂，为了有效发挥出锚杆优势，一定要连接好锚杆和岩层面。等结束锚杆布置安装工序之后要在锚杆端部进行垫板的设置，是锚杆和混凝土能否连接的关键。在实际施工中，工作人员要严格控制垫板的安装质量，使垫板和岩层表面能够紧密接触。拧紧垫板螺丝后还要把多余的锚杆切除掉，同时合理封堵螺丝处，使其表面保持整洁，这样能够更好地做好防水板的敷设[6]。

3.2 钢架和大拱脚钢架支护施工要点

在公路隧道工程开挖支护中常会用到钢架和大拱脚钢架支护施工技术，在实际施工中要注意以下几方面：

第一，制定科学完善的大拱脚钢架设计方案。在施工中若是使用正台阶法来破碎处理围岩，要注意控制上台阶拱脚处的高度和宽度，这样在开挖下台阶时可以提高上台阶的稳定性。一般而言，上台阶开挖完成之后开始修凿大拱脚，通常选择风镐人工方法。

第二，在大拱脚施工过程中工作人员要全面分析施工现场的情况和工程质量要求，进而制定合理的支护方案。一般来说，大拱脚钢架支护技术应用于具有较强稳定性的地质环境中。若是用在薄层页岩等地质状况较差的环境中很难发挥出技术优势。究其原因是在开挖上台阶之后，必须给大拱脚留出适量时间来进行修凿，如果不能及时支护，会影响围岩结构的稳定性，很可能导致坍塌事故。另外，为了提高软弱围岩支护效果，工作人员一般会套用此支护技术，若是不能合理使用会造成材料大量损耗，甚至引发安全事故。因此，在施工图纸的设计环节相关部门一定要加大审核力度，确保科学可靠。

第三，在钢架支护施工过程中，要严格控制钢架的各节下料分节的规格、大小，确保满足设计标准要求。同时，连接板上要做好每节两端焊接，并将连接节点之间的连接板用螺栓紧紧固定住。另外，工作人员要准确把握内轮廓的尺寸，提前考虑好沉降量。对于围岩与钢架间的空隙，可以使用混凝土进行填充，这样能够让支护和围岩结构紧密贴合起来，进而提高围岩结构的稳定性。此外，要将两排钢架连接起来，可以选择纵向钢筋方式，间距一般为1m，可以保证整体结构的稳定性。

3.3 钢筋网支护

在制作钢筋网时工作人员要认真检测钢筋材料的规格、型号、数量、质量等，使其满足工程的标准要求。等钢筋网制好后还需要仔细检测其质量，避免出现锈蚀问题，然后在钢筋棚里进行绑扎。在钢筋网支护施工中，要提前做好大片的钢筋网，等安好锚杆后再铺装钢筋网。同时，要遵守随高就低的原则，紧挨初喷面安好钢筋网，若是有钢支撑，可把钢筋网放到两边榀钢外弧，然后开展点焊操作，若是没有钢支撑，需要利用冲击孔进行打浅孔，并埋设膨胀螺栓，然后在膨胀螺栓上固定好钢筋网，最后在锚杆尾部开展点焊固定。

3.4 超前小导管施工技术

在公路隧道工程开挖支护施工中常用到超前小导管施工技术，是对无缝钢管进行处理，使其变为小导管，再开始安装，并用水泥浆液来填充围岩孔隙，这样开挖完成之后可以使隧道开挖面与围岩层构成一个坚实的整体。另外，在具体应用中工作人员一定要准确把握注浆流程。在对小导管进行安装时，先用砂浆填充导管，这样可以建立钢管混凝土结构。如果未经过注浆就安装小导管，很难充分发挥出这项技术的优势，而且在开挖过程中非常容易出现围岩松垮情况，很可能导致安全事故的发生。

3.5 喷射混凝土施工技术

在公路隧道工程施工中如果选择喷射混凝土技术，一定要在隧道开挖完成之后立即喷射混凝土，确保开挖面的围岩处在封闭环境中，这样可以避免出现风化，能够提高围岩的稳定性。另外，喷射完混凝土之后要马上按照相关标准要求规范开展养护施工，以此保证支护效果。此外，在施工中要选择木板、棉板等来遮盖或填充围岩的凹面，提高开挖面的平整度。

4 公路隧道工程开挖支护施工建议

在交通系统中公路隧道工程是非常重要的组成部分，其工程质量直接关系到人们出行的安全和便利。为了保证施工活动的顺利进行，要采取科学合理的开挖支护技术，这样可以提高隧道围岩的稳定性，降低安全风险。为了充分发挥出各项技术的作用，要根据工程情况制定完善的施工方案，并规范操作。具体而言，要注意以下几方面。

4.1 转变传统的隧道开挖支护技术设计理念

现阶段，在我国公路隧道工程中经常用到开挖支护技术，从一定程度上保障了施工的安全，但依然存在许多问题，相关部门人员要加强研究，不断优化，最终解决问题。随着我国技术的快速发展，对施工活动提出了更高的要求，需要积极学习并引入新型的开挖支护技术，使其向着科学和系统的方向良好发展。为了紧跟时代发展步伐，满足行业需求，相关管理人员一定要从思想上进行转变，舍弃传统落后的理念，认真学习先进的技术理论和思想，将其灵活运用到施工设计中，提升方案内容的科学性和可行性。同时，要想确保开挖支护施工良好进行，要推行动态化监管。

4.2 保证支护材料的可靠性

目前市面上支护材料多种多样，质量水平有一定的差异，为了保证支护效果，相关人员要认真检查各类材料的数量、外观、规格、型号等，确保满足工程标准要求。另外，要从采购环节抓起，对供货商的资质、信誉、质量合格证书等进行调查，确保其提供的产品质量达标。此外，支护材料运输到施工现场后，相关负责人员要选择合适的位置来保存，避免因保管不当而影响材料的性能。

4.3 施工现场管理

在公路隧道工程中为了维持施工现场秩序，保证施工人员的安全，一定要做好现场管理工作，为各项施工活动地顺利展开提供良好的环境。同时，要采取有效措施将有粉尘、有害气体及时排到隧道外面，保证内部的空气质量，这样可以降低对施工人员的伤害，而且能够提高工作效率。

4.4 加强监管施工全过程

在开展隧道支护施工中会用到许多材料和技术，而且混凝土质量会受配比影响，钢架质量也和安装流程具有很大关系。因此，为了取得良好的支护效果，相关部门一定要加大对施工全过程的监管，使各道工序能够规范进行。另外，要制定完善的监管制度，并全面落实到位。此外，对于关键施工环节，要安排专人负责监管，这样一旦施工人员的操作行为不正确，可以及时发现并指导，从而第一时间解决，防止问题的扩大，避免严重后果的发生。

5 结语

在公路隧道工程施工中，要针对施工环境较为恶劣、工序复杂、对技术要求较高等特点，综合分析工程和现场情况，注重施工要点的有效控制，转变传统的隧道开挖支护技术设计理念，保证支护材料的可靠性，做好施工现场管理，加强施工全过程的监管，确保规范施工，保证支护的稳定性。