路橋隧道工程開挖支護施工要點

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路橋隧道工程開挖支護施工要點

摘要:城市道路網的建設離不開道路工程施工技術的不斷進步,人們不用再花很多的時間翻山越嶺往來于各地區,拉近了人與人的距離。相關部門要重視道路工程建設,尤其是路橋隧道開挖支護施工,實際施工要分析項目具體情況,融合形式各異的施工方法。本文根據實際路橋隧道施工程情況進行相應的探討,并結合其具體作用分析路橋隧道工程開挖支護施工的功能,結合寶貴經驗解決其中問題。

關鍵詞:路橋隧道;開挖支護;工程施工

隨著時代的進步,我國的城市化建設蓬勃發展,使得路橋隧道工程的發展水平大幅提升。尤其是在西南方的山嶺地區,路橋隧道早已經是城與城之間拉近距離不可或缺的一部分。在路橋隧道工程中,開挖支護施工是最重要的起始環節,而開挖支護處理技術不僅影響路橋隧道設計方案和施工結構系統,更會影響到路橋隧道使用的安全問題。所以,提升開挖支護的施工處理技術,有助于提升路橋隧道的質量,保證通行安全。

1路橋隧道工程建設中開挖支護施工的概述

開挖支護是路橋隧道工程建設中十分重要的部分,由于路橋隧道工程建設的地質條件復雜,在實際施工的過程中,需要考慮到地應力、地質物理參數、地下水、地質斷層等因素,掌握好施工的開挖方式、支護方式、支護時間等人工開挖操作。在施工前,地質人員需要到施工地勘探當地的情況,如土質、周邊環境、交通條件等,在勘探過后,才可以根據開挖支護的方案進行建筑設計。在路橋隧道的施工中進行開挖支護時,要在保證圍巖穩定或減少對圍巖的擾動的前提條件下,來選擇恰當的開挖和掘進方案。一般而言,隧道開挖的方式有全斷面開挖方法、臺階法、分部開挖法等;而支護方式一般使用噴射混凝土、錨桿支護、掛鋼筋網、剛支撐等。合理科學地運用各種施工技術,有效提升路橋工程項目順利完成,保證施工質量。

2路橋隧道工程開挖施工要點分析

路橋隧道工程開挖基本分為三種:全斷面開挖方法、臺階法、分部開挖法。文章對這三種方式進行具體分析。

2.1全斷面開挖法

全斷面開挖法即全斷面掘進法,在路橋隧道工程中是一種非常有效的開挖方式,而且操作程序簡單,只要依據隧道的設計方案,在開挖時能夠實現一次性開挖到位。具體操作方法如下:通過移動式鉆孔臺車進行全斷面一次鉆孔,裝藥連接后進行引爆,然后進行斷面開挖,完成一段后再進行下一輪爆破循環。在爆破開挖的同時,也要鋪設防水隔離層做好支護工作,需要注意的是在引爆炸藥前必須撤回鉆孔臺車,并退至安全范圍,安全點通常設置在距離引爆點的50m以上位置,引爆完成后再重新啟用鉆孔臺車。

2.2分部開挖法

分布開挖法又稱導坑超前開挖法,即對隧道某一部分進行提前開挖。較為常見的方式包括上(上下)導坑超前開挖法、單(雙)側壁導坑超前開挖法等,施工時要根據具體施工環境和地質條件,選擇相應的分部開挖法。比如修建大跨度隧道,需要開挖松軟不穩定的地層,這時候最好選擇側壁導坑法這一方法循序漸進,不易對開挖隧道周圍產生強烈突然的破壞力。首先在待開挖地的坑道中間設置臨時支撐架,再沿坑道分部開挖,接著由邊墻向頂拱修襯砌,在襯砌支撐保護下挖出核心部分,為了確保安全性還可以修筑仰拱。分部開挖法的順利完工有助于后續的開挖施工操作??傊?,無論哪種開挖方式都必須保證安全性和施工質量。

2.3臺階法

在隧道開挖施工中,使用臺階法需要根據項目需求分析具體情況,在長臺階法、短臺階法、超短臺階法等中選擇最恰當的臺階開挖方式。而且臺階法的運用有條件限制,一方面要考慮隧道支護起始階段時期閉合斷面的形成時間,因為閉合時間越短,說明圍巖質量越差;另一方面要考慮施工場地面積大小的要求,施工場地的大小決定了要使用哪種設備對上部斷面進行施工。開挖、支護、出渣等機械設備的使用必須結合圍巖體的質量,較差的圍巖體適用于第一個條件,較好的圍巖體則重點考慮機械設備的使用率,使經濟效益最大化。(1)長臺階法。長臺階法通常適用于Ⅰ~Ⅲ級的圍巖,具有開挖面積小、流水線長等特點,對穩定開挖面起到積極的作用。長臺階法的運用需要考慮上下兩個臺階的施工長度,一般不超過100m,而且在對開挖、支護、通風、排水等流水線進行分別施工時,既要防止因為臺階長度過長而增加支護的封閉時間,又要降低通風、排水、排煙的施工困難度。所以,在圍巖條件較好、工期不緊迫或者不受限,又不需要操作大型機械設備的情況下,使用長臺階法進行開挖是非常有利的,能夠提高路橋隧道施工的綜合效率。(2)短臺階法。短臺階法通常適用于Ⅲ~Ⅴ級的圍巖,出于分臺階開挖和支護封閉時間快的綜合考慮,臺階長度一般在10~15m,開挖寬度是長臺階法的1~2倍。開挖時,用少量的藥包對上臺階進行輕爆破,爆破出渣后,再用人工或小型機械運送至下臺階,而爆破出渣時間根據臺階長度而定,臺階長度越長,時間越久。就短臺階法的優缺點而言,優點在于能夠在隧道開挖初期的支護受力差的條件下,通過縮短支護閉合時間,改善圍巖體的抗壓性,控制住巖體變形。缺點在于上下臺階不能同時施工,因為出渣會影響到下部斷面的施工,導致無法更快地進行隧道開挖工作。(3)超短臺階法。超短臺階法通常適用于Ⅴ~Ⅵ級的圍巖,作為最短的全斷面開挖法,其長度一般在3~5m。由于超短臺階的上下斷面距離很近,無法使用機械設備,只能人工出渣,而且操作時容易受到干擾,降低施工效率;反之,同樣因為距離小,施工后基本不需要調整進行二次作業,而且施工安全性高。

3路橋隧道工程建設中開挖支護施工的方式以及作用

3.1鋼支撐

為了控制隧道巖土體剛性,防止巖土體受壓變形,鋼支撐也起到了支護路橋隧道結構的作用。根據施工的具體項目要求,可以靈活選擇鋼支撐的結構方式,一種是鋼筋制作的格柵鋼架結構,另一種是型鋼制作的工字鋼結構。在具體施工中,一般在隧道開挖完成后,根據安裝的設計方案準確地計算出間距,盡快安裝鋼支撐,而不同于其他支護方式,鋼支撐是通過支撐巖土體結構本身的剛度來達到穩定效果。由于巖土體自身存在部分穩定性極差的地層,鋼支撐的應用能夠充分發揮其穩定作用,有助于隧道巖體固定增強抗壓性。除了鋼支撐的支護方式以外,施工時還經常結合噴射混凝土、錨桿、鋼筋網等其他支護方式混合使用,確保隧道巖土體的穩定性和安全性,避免在隧道開通后出現坍塌事故。

3.2噴射混凝土

噴射混凝土是路橋隧道工程建設支護施工中不可缺少的一環,通過向隧道洞內的圍巖墻體表面噴射混凝土,來提高巖塊整體的粘結力和摩擦力,既對洞內墻體進行視覺美化,又有效保持了巖塊的咬合和穩定,避免圍巖墻體產生松動,緩解了隧道墻體的外界壓力。無論是從隧道圍巖的抗壓力和穩定性,還是從噴混凝土層本身的結構而言,都能夠增強隧道抗壓性和粘合性,防止出現巖塊松動導致隧道坍塌事故。施工時再結合其他支護方式,綜合運用各種支付手段,承擔起隧道的壓力,有效地防止隧道結構因為受壓而產生變形。

3.3錨桿支護

建立錨桿支護也能夠加固隧道巖土體,防止結構變形而崩塌,這種方式尤其適用于松動區的隧道內圍巖。當圍巖受到更大的壓力時,將錨桿打入隧道巖土體內部,促使洞內表面的圍巖從原來的二軸應力狀態轉變為三軸應力狀態,將壓力分散約束結構變形,有效地控制住隧道洞內的圍巖體變形,避免其結構剛度進一步惡化。所以,隧道內巖土體中的錨桿系統相當于是巖土體的加固圈或者承載拱,能夠負荷起巖土體的外部壓力,增強了隧道巖土體的穩定性。

3.4鋼筋網

鋼筋網通常情況下與錨桿相連接,兩者共同組成了巖土體的支護結構之一。在把錨桿打入巖土體的施工時,錨桿之間往往會間隔一定距離,因此錨桿的對松動巖土體的加固作用相對薄弱,這就需要在各個錨桿之間連接起鋼筋網,將松散的巖土塊置于三軸應力的狀態下,保持巖土體穩固,加強了整體穩定性。

4結束語

目前中國的經濟快速發展,城市道路交通網不斷完善,交通道路關系著人們的日常生活,路橋隧道工程的質量和通行安全自然受到社會和人們的關注。本文通過分析路橋隧道工程開挖支護的現狀,重點探討了開挖支護工程的三大施工技術,致力于提高路橋隧道工程開挖支護施工技術水平,保證道路工程的質量和安全,促進各地區道路交通網的建設,緊密人們的聯系,加強各地區的經濟、社會、人文等交流,助力各地區經濟社會的快速發展。

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作者:李明 單位:云南公投建設集團隧道工程有限公司

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