路桥隧道工程开挖支护的施工要点

袁鹏

（湖南城市学院，湖南 益阳 413000）

0 引言

随着现代社会飞速发展，各类工程建设规模日益扩大，使路桥隧道工程建设备受关注，而施工安全作为路桥隧道工程建设重点，必须积极采用先进技术，全面提高施工安全性。从当前我国建设施工整体发展情况看，各类施工技术不断创新发展，这在很大程度上助力了路桥隧道施工顺利进行，也很大程度上提高了施工技术水平。其中开挖支护技术作为当前路桥隧道工程施工常见技术之一，可以保证开挖支护顺利进行，有效推动路桥隧道工程有序开展。

1 路桥隧道工程特点分析

分析路桥隧道工程施工工艺可知，在实际施工建设过程中，其工艺非常复杂，并且存在较大的施工难度，可以将其总结为以下几点：

第一，在路桥隧道工程施工建设过程中，由于存在诸多不可控因素，会直接影响到后续施工建设。比如施工区域地质条件对路桥隧道施工的明显影响，如果在施工前未能全面、详细地勘察施工区域情况，设计人员不了解地质条件、水文环境等情况，极易引发设计不合理、不符合施工建设要求的情况，进而引发施工安全问题。

第二，由于路桥隧道工程施工作业很难保证不会破坏原区域内的地质结构，与此同时，也无法准确获取区域内地质变化的相关数据，容易在后续施工中造成塌方故事，对施工人员以及施工建设安全性产生不利影响。

第三，在隧道施工过程中，由于地下环境作业具有较强的隐蔽性，而施工各个环节相互联系、紧密衔接，如果其中一个环节发生问题，会影响其他施工工序的顺利进行，导致一些潜在风险发生，直接影响路桥隧道工程顺利进行。

2 路桥隧道工程开挖施工技术

2.1 全断面开挖法

在路桥隧道工程施工过程中应用全断面开挖法，需要根据工程施工具体情况合理应用。在具体实施中，需要顺着路桥工程隧道巷道合理设计出开挖断面，而后按照施工规定操纵钻孔车等机械设备完成施工。首先，施工人员需要在路桥隧道全断面施工范围内开展钻孔、连线等作业，进行单次爆破成型施工；其次，按照规定并结合施工作业需求，让钻孔车等机械设备就位，移动到隧道指定的开挖面，这一过程为一个完整的环节，而后不断重复上述施工作业步骤；最后，再构建出初期的支护结构，并开展隧道二次筑模衬砌作业，确保路桥隧道支护体系的稳定性。

需要注意的是，施工人员必须按照具体施工情况，合理应用全断面开挖施工技术，确保桥路隧道开挖方式选择科学合理，既可以选择护板全断面开挖方式，也可以选择掘进机护板全断面开挖方式。此外，在具体施工过程中，应当按照顺序进行施工，施工人员必须严格依照技术使用规范进行施工作业。在隧道开挖作业过程中，若是选择钻孔爆破，则必须明确要求在爆破作业前做好清场工作，确保人员、设备、材料安置妥当。另外，还应当根据施工现场情况，明确是否需要在隧道四周围岩上铺设防水隔离层。

2.2 长台阶法

如果隧道工程位于特殊地形上，可以引入长台阶开挖法，如围岩等级在1～3 级的情况。从长台阶开挖法实际应用情况看，其开挖面积非常小，并且流水线长度较长，可以保证开挖施工作业更加稳定。但从我国当前实际情况看，在实际应用长台阶开挖法的过程中，其施工长度一般在100m 范围内，并且应当做好支护处理。此外，为保证长台阶开挖法有效发挥作用，施工人员应当做好排烟排水准备工作。

2.3 短台阶法

如果围岩等级在4 级以上，在隧道开挖过程中可以采用短台阶法。因为这类地层岩石稳定性较差，并且岩石传递过程中载荷非常低，所以若开挖长度较大的话，极易引发塌方事故。因此，必须确保隧道开挖过程的安全性。从该方法的实际应用情况看，开挖方式的掘进长度非常小，属于边开挖边支护的方式，这种方法的应用可以确保开挖质量，满足工程设计要求，与此同时，也可以保证开挖稳定性、安全性，使开挖施工效率得以提升，降低了岩石坍塌的风险。

2.4 分部开挖法

所谓的分部开挖法，也称为“导坑超前开挖法”，主要就是针对隧道某一部分进行的提前开挖。分部开挖法实施过程中，最常使用的方法就是上（上下）导坑超前开挖法，还有单（双）侧壁导坑超前开挖法等方法，在实际应用过程中，需要结合具体的施工环境、地质条件等情况，综合考量后，选择对应的分部开挖法。例如，对于大跨度隧道施工建设，应当开挖松软、稳定性差的地层，此时，建议选择侧壁导坑法，在实际应用过程中应循序渐进，避免开挖隧道周围产生的强烈破坏力对开挖造成影响。实际应用过程中，施工人员需要在待开挖的坑道中设置临时支撑架，再沿坑道进行分部开挖施工，在此基础上，从边墙逐步向顶拱修衬砌，同时，施工人员需要在衬砌支撑保护作用下，向核心部分进行下挖，在此过程中，也可以修筑仰拱，进一步提高安全性。应用分部开挖法可以提升安全性，保证施工质量。

2.5 超短台阶法

在短台阶开挖法基础上，形成超短台阶开挖法，一般适用在围岩等级5～6 级的隧道结构中，由于这类岩石结构不具备良好的稳定性，所以开挖过程中极易发生塌方事故，以至于施工设备难以正常发挥作用，直接威胁施工人员生命安全，对整个企业产生严重影响。为进一步提高施工安全性，应引入超短台阶法。在实际施工过程中，施工人员应当在开挖较短一段后，第一时间做好支护，构建出较为密集的支护环境，从而保证开挖施工过程的安全性。

3 路桥隧道工程开挖支护施工要点

3.1 锚杆支护

在路桥隧道工程施工过程中，需要综合考量多方面情况，包括围岩级别、岩层状态、风化程度等，合理布设锚杆位置。在路桥隧道工程施工过程中，如果涉及多施工段，极有可能因为水文地质情况不同影响到施工。因此，为提高锚杆支护施工质量，必须严格把控锚杆布设方向、间距、长度等内容，确保其与岩层面相互垂直，保证锚杆充分发挥出悬吊作用。在实际施工过程中，施工人员可以发挥出锚杆组合梁和拱的作用，确保开挖支护施工顺利实施。可从目前部分施工情况看，由于设计方和施工方为不同组织机构，并且在设计过程中，仅仅是结合水文地质勘测情况设计方案，并未充分考虑到工程所在地域实际地质情况。此外，个别建设方和监理方过于依赖设计方案、图纸要求，导致施工单位只能按照图纸施工，针对其中存在的问题并没有及时解决，这非常容易导致初期支护锚杆无法根据水文地质情况，合理调整长度、间距，造成开挖面锚杆过剩、不足等问题。因此，在实际施工过程中，必须综合考量多种情况，无论是设计单位还是施工单位、监理单位，必须注重结合工程实际情况灵活调整各个环节，从而使锚杆支护作用得以发挥，提升施工安全性。

3.2 钢筋网支护

严格意义上讲，钢筋网与锚杆支护需要共同使用。通常锚杆支护方式一般分布密度较为稀疏，并且由于远离锚杆支护较远位置岩体的稳定性较差，极易引发这些区域出现岩体坍塌事故。为避免这一问题，可以应用钢筋网，切实提高锚杆支护作用，最大程度地防止出现锚杆支护盲区。钢筋网支护主要目的就是提高岩土稳定性，所以钢筋网支护需要和锚杆支护技术相互结合，在锚杆支护过程中，锚杆空隙位置的支护处理都是由钢筋网完成的，以此达到增强岩土质量的目的。

3.3 超前小导管开挖支护

在超前小导管开挖支护过程中，施工人员预先制作好施工使用的超前小导管，而后将其布置在隧道拱部120范围内，采用环向布置，控制外倾角在10～12范围内，间距在0.4～0.5m 之间。施工人员完成布孔操作后，需要进行钻孔施工，完成上述步骤后可以安装小导管，应保证导管安装质量，再完成注浆作业。需要注意的是，施工人员必须严格按照施工规范和要求安装小导管，与此同时，也必须使用水泥浆填满围岩空隙，确保隧道开挖面的稳定性。

3.4 混凝土喷射支护

施工人员在隧道开挖作业后，必须马上检查开挖断面尺寸，应用撬或其他技术手段，封闭好围岩，促使围岩结构达到施工要求的稳定性。一般情况下，主要使用湿喷机喷射混凝土，喷射距离最好控制在0.8～1.2m 范围内，确保其与岩面相互垂直，在此基础上，再按照从下到上的顺序，进行分段施工作业。而对于中拱部位的喷射，可以应用台阶法先对拱部拱脚位置喷射，而后再喷射拱部拱顶区域，保证喷射长度控制在4m 范围内。此外，如果在喷射过程中出现岩面不平整的情况，施工人员需要先喷射岩面凹陷部位，而后再喷射相对平整的岩面。但在此过程中，必须保证施工地段没有地下水，避免影响施工效果和质量受到影响。

3.5 钢框架支护

钢框架施工过程中，必须做好钢框架的预制、焊接工作，确保各个钢框架尺寸、弧度符合设计要求。在焊接过程中，施工人员必须使用螺栓连接各节点，确保和连接板端部完成焊接。而在浇筑钢结构过程中，施工人员应当检查好内部型材尺寸，而后提高沉降，避免侵入衬砌空间内。由于钢结构和围岩之间存在空隙，施工人员可以使用混凝土进行填补，从而保证围岩和支护相互协调。除此之外，在施工过程中要加强对围岩变形的控制，可以对两排钢架采用纵向连接的方式，保证钢筋连接质量，同时应当控制好连接钢筋之间的距离，控制在lm 范围内，促使其构建成一种受力结构。

4 提升路桥隧道工程开挖支护施工有效性的措施

4.1 做好开挖支护监控测量工作

由上文对路桥隧道工程开挖支护施工相关分析可知，为了保障路桥隧道施工安全、质量，必须注重监控测量，通过科学有效的监测，保证开挖支护施工顺利进行。在此过程中，施工管理人员应当提高隧道工程开挖支护的监控技术，确保隧道施工更加安全，进而全面提升路桥施工质量。

除此之外，在监控测量过程中，必须有针对性、明确重点内容。在实际监测过程中，要求施工人员必须记录好隧道沉降速度、沉降尺寸，及时找出问题，并进行讨论，确保施工人员可以合理控制隧道沉降参数，为后续隧道工程开挖支护提供依据，进而保证路桥隧道工程顺利施工建设。

4.2 提高开挖支护设计信息化水平

为进一步提高开挖支护设计效果，工程企业应当开展信息化管理，逐步实现隧道开挖支护设计信息共享性。在此过程中，工作人员可以及时将工程开挖支护施工数据录入信息管理系统中，而后交由专业技术人员进行问题的分析和评估，找到问题存在的原因，并制定出较为完善的预防方案。

除此之外，在开发支护设计过程中，应加大力度应用BIM 技术，借助该技术构建出路桥隧道施工三维模型，将工程建设实际情况、地质条件、施工进度、施工要求等及时录入系统中，依托网络系统，模拟分析出隧道开挖支护施工流程、环节，分析其中存在的问题，找出相关影响因素，在此基础上，制定出较为完善的施工计划、方案，提高施工效率，保证施工质量。与此同时，应用BIM 技术，还可以规避施工风险，降低施工安全事故发生概率，减少施工成本，切实提高路桥隧道开挖支护施工整体工作效率与质量。

5 结语

综上所述，在路桥隧道工程施工中，应用开挖支护技术可以保证工程建设的安全性，确保开挖支护施工可以顺利实施。在实际施工过程中，除了要参考技术规范和具体要求之外，还必须结合实际情况，综合考量隧道施工环境、施工情况等，确定适宜的开挖支护施工技术，并考虑工程所处环境、人为因素等情况，优化、调整开挖支护技术，进一步完善施工方案，确保隧道开挖支护施工技术得到合理的应用，进而保障路桥隧道施工的安全性、稳定性。