探究路桥隧道工程开挖支护的施工要点

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:兰伟俊
[导读] 摘要:路桥隧道工程往往需要面对非常复杂的工程环境,这些隐患在各种施工时期都有可能影响到工程、人员,严重的时候甚至会导致施工人员伤亡,所以桥梁隧道工程的开挖支护是非常重要的,只有提高基坑支护的施工质量,才能保证路桥隧道工程的顺利进行。
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        摘要:路桥隧道工程往往需要面对非常复杂的工程环境,这些隐患在各种施工时期都有可能影响到工程、人员,严重的时候甚至会导致施工人员伤亡,所以桥梁隧道工程的开挖支护是非常重要的,只有提高基坑支护的施工质量,才能保证路桥隧道工程的顺利进行。因此,研究公路桥梁隧道工程的开挖与支护是十分必要的。
        关键词:路桥隧道;开挖支护;施工要点
        1路桥隧道工程建设中开挖支护施工的概述
        道路桥梁隧道开挖支护是工程建设中非常重要的一部分,由于桥梁隧道施工地质条件复杂,在实际施工过程中,需要考虑地应力、地质和物性参数,如地下水、断层等因素,掌握施工时的开挖方式和支护形式,人工开挖作业时支护。施工前,地质学家需要到施工现场实地考察当地情况,如土质、周边环境、交通状况等。探索后,可根据开挖支护方案进行建筑设计。道路、桥梁、隧道施工中开挖支护时,应在保证围岩稳定或减少对围岩扰动的前提下,选择合适的开挖支护方案。隧道开挖的方法一般有全断面法、分步法、分段法等。支护方法一般采用喷射混凝土、锚杆支护、挂钢网、刚性支护等。合理科学的运用各种施工技术,有效的提高了道路桥梁工程项目的顺利完成,保证了施工质量。
        2开挖要点分析
        2.1全断面开挖
        全断面开挖是一种非常常见的开挖方法。在道路、桥梁和隧道工程中,全断面开挖不仅操作流程简单,而且能有效地保证隧道开挖质量,因此这种开挖方法得到了非常广泛的应用。而在开挖过程中,只要施工人员严格按照施工计划进行开挖工作,就可以一次性完成道路、桥梁和隧道的开挖。在正式开挖时,需要使用钻孔小车进行全断面钻孔作业。装药连接完成后,可在正式分段开挖前引爆。当隧道开挖一段时间后,需要重复爆轰循环。在开挖过程中,应额外铺设防水隔离层,以保证开挖过程中的稳定性和开挖质量。在炸药爆炸前,必须将钻井车退到50米的意外安全距离,以免受到爆炸的影响。
        2.2分部开挖
        分段开挖法是对部分道路、桥梁、隧道工程提前开挖。这种开挖方法需要根据环境和地质参数信息选择合适的开挖方法。例如,在大跨度隧道开挖中,开挖的地层往往是软弱的、不稳定的。此时应选择侧壁导向开挖方法,缓慢推进开挖作业,以免在开挖过程中对隧道周围造成破坏。在开发过程中,施工方需要正确设置支撑框架,然后沿隧道分段开挖核心部分。为了保证开挖过程的安全,仰拱也可以在正式开挖前进行施工。成功完成部分开挖后,后续的开挖操作就会变得简单很多。
        2.3长台阶法
        通常情况下,长台阶法因为开挖面积小等特点,因此在Ⅰ~Ⅲ级的围岩下更加适用,这种开挖方式能够保证开挖面的稳定性。长台阶法在实际施工时需要着重考虑上、下台阶的长度。台阶长度通常应该控制在100m以内。在对排水等流水线进行施工时,则要根据台阶情况适当调整支护时间。对于长台阶法而言,其更加适用在施工环节良好且工期充裕的工程项目中。
        2.4短台阶法
        Ⅴ级围岩往往会由于风化、侵蚀而导致围岩稳定性显著降低,而围岩承载能力的传递也会下降。为了避免这种情况对隧道开挖的影响,有必要采用短步法进行开挖。这种方法使用的调整高度通常需要控制在3m左右,长度控制在5m左右。此外,短步法还需要注意以下几点:一是为了保证开挖的便利性,进尺应设定在1m处;第二,在开挖过程中,为了减少爆破次数,施工方应尽量保证各步骤可以同时进行。降低爆破频率可以避免对岩石的稳定性和固结性的破坏,大大提高了隧道开挖的工作效率。第三,开挖结束后,有可能产生悬吊台阶的情况,因此应避免荷载,防止塌方。
        2.5超短台阶法
        此类开挖方法通常比较适用于Ⅴ~Ⅵ的围岩,这种开挖方式通常会将长度控制在3~5m之间。由于上、下断面之间的距离非常近,所以在开挖过程中只能采用人工出渣,因此此类方法在应用过程中会导致施工效率下降。此外,由于距离非常小,所以超短台阶法在施工完成后几乎不用二次调整,而且具有非常高的施工安全性。


        3支护作业常见的支护工具及支护作用
        3.1锚杆
        锚杆是路桥隧道中应用较为广泛的支护工具,其种类多种多样。自进式以及普通、中孔砂浆这三种锚杆形式都有各自的优势。三种锚杆形式的功能都是对工程局部进行支护,提升隧道开挖时的稳定性。一般而言,只有在利用岩石的基础之上开展加固处理才能够使支护效果达到最大。
        3.2钢架
        在道路、桥梁、隧道的施工阶段,施工人员需要提前在岩层中找到通道。然而,道路、桥梁、隧道工程中的岩石往往会受到不同程度的破坏,因此岩石的内部结构往往非常复杂,使得施工难度大大增加。在发生地质灾害时,也会导致崩塌的现象。因此,为了提高施工的安全性,施工人员可以使用钢筋来支撑工作,增加岩石结构的稳定性,减少施工风险的发生。
        3.3超前小导管
        道路、桥梁隧道开挖时,有时采用Φ 42x3.5mm钢管。钢管的前方位置通过注浆处理可以使开挖施工更加稳定,但这种支护方法需要把握间隙距离。
        3.4支护作用
        在隧道工程中,锚杆支护较为常见,可以大大提高工程的稳定性。一般来说,我国许多大型隧道工程都会选择预应力锚杆支护,但这种支护方式并不是在所有情况下都适用的,只有根据隧道的条件选择合理的支护方式,才能最大限度地发挥支护效果。锚杆在隧道工程中可以起到支护保护的作用,通过支护可以保证隧道工程的质量,从而保证道路、桥梁、隧道工程的顺利完成。锚杆在实际应用过程中的主要作用是进行悬架,通过悬架可以使工程的局部位置得到固定,还可以起到拱的作用。在锚杆安装期间,锚杆会与岩石之间紧密相连。除此之外,还可以根据围岩条件来进行混凝土喷射支护,通过这种方式封闭岩石,在降低风化影响的同时提升隧道工程的岩石稳定性。
        4支护要点分析
        4.1喷射混凝土
        为保证道路、桥梁、隧道工程中岩块的稳定性,使分离的岩块粘结在一起,可通过在围岩表面喷涂混凝土来提高岩石的黏附力,避免开挖过程中围岩松动。此外,喷射混凝土还可以缓解应力过度集中的问题。此外,喷射混凝土还可以稳定围岩处于三轴应力状态,混凝土本身的刚度有利于抵抗倒塌现象。与其他支护方式结合使用,可进一步提高道路、桥梁、隧道的支护效果。但是,在喷射混凝土的过程中,施工人员一定要严格控制混凝土的配比,避免配比问题造成的隐患。混凝土适配应在正式确定比前进行,以确保混凝土性能能满足隧道支护标准。
        4.2锚杆支护
        锚杆支护在使用过程中可以有效地控制岩土变形。施工人员在土体中加入锚杆后,会对围岩施加压力,使围岩在双轴应力状态下转化为三轴应力。此时,围岩的稳定性将大大提高。在围岩松动的情况下,锚杆支护也可以增加围岩的刚度,锚杆在土体内部与土体形成加固圈,共同承受外界荷载,保证围岩的稳定性。过程中螺栓后,为了确保螺栓的质量支持,施工人员需要使用托盘和托梁粘在岩石的表面,和非接触部分应楔形和缓冲作用,防止施工隐患造成的松动的螺栓。
        结束语
        只有对隧道开挖支护施工技术在施工过程中的流程、施工要点做全面的把握和深入的了解,结合实际情况组织开展规范的隧道开挖支护施工工作,才能建设好,具有较高施工安全系数的工作环境,最大程度的避免了施工安全事故的出现。
        参考文献:
        [1]宋建光.公路工程隧道开挖安全施工技术[J].黑龙江交通科技,2013(12).
        [2]王剑.路桥隧道工程开挖支护的施工要点研究[J].工程建设与设计,2018(07).
        [3]刘娜.大型公路隧道开挖和支护稳定性分析研究[J].黑龙江交通科技,2016,39(1):120-121.
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