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路桥隧道工程开挖支护施工要点

2019-01-11 15:22 来源:隧道工程论文 人参与在线咨询

摘要:城市道路网的建设离不开道路工程施工技术的不断进步,人们不用再花很多的时间翻山越岭往来于各地区,拉近了人与人的距离。相关部门要重视道路工程建设,尤其是路桥隧道开挖支护施工,实际施工要分析项目具体情况,融合形式各异的施工方法。本文根据实际路桥隧道施工程情况进行相应的探讨,并结合其具体作用分析路桥隧道工程开挖支护施工的功能,结合宝贵经验解决其中问题。

关键词:路桥隧道;开挖支护;工程施工

随着时代的进步,我国的城市化建设蓬勃发展,使得路桥隧道工程的发展水平大幅提升。尤其是在西南方的山岭地区,路桥隧道早已经是城与城之间拉近距离不可或缺的一部分。在路桥隧道工程中,开挖支护施工是最重要的起始环节,而开挖支护处理技术不仅影响路桥隧道设计方案和施工结构系统,更会影响到路桥隧道使用的安全问题。所以,提升开挖支护的施工处理技术,有助于提升路桥隧道的质量,保证通行安全。

1路桥隧道工程建设中开挖支护施工的概述

开挖支护是路桥隧道工程建设中十分重要的部分,由于路桥隧道工程建设的地质条件复杂,在实际施工的过程中,需要考虑到地应力、地质物理参数、地下水、地质断层等因素,掌握好施工的开挖方式、支护方式、支护时间等人工开挖操作。在施工前,地质人员需要到施工地勘探当地的情况,如土质、周边环境、交通条件等,在勘探过后,才可以根据开挖支护的方案进行建筑设计。在路桥隧道的施工中进行开挖支护时,要在保证围岩稳定或减少对围岩的扰动的前提条件下,来选择恰当的开挖和掘进方案。一般而言,隧道开挖的方式有全断面开挖方法、台阶法、分部开挖法等;而支护方式一般使用喷射混凝土、锚杆支护、挂钢筋网、刚支撑等。合理科学地运用各种施工技术,有效提升路桥工程项目顺利完成,保证施工质量。

2路桥隧道工程开挖施工要点分析

路桥隧道工程开挖基本分为三种:全断面开挖方法、台阶法、分部开挖法。文章对这三种方式进行具体分析。

2.1全断面开挖法

全断面开挖法即全断面掘进法,在路桥隧道工程中是一种非常有效的开挖方式,而且操作程序简单,只要依据隧道的设计方案,在开挖时能够实现一次性开挖到位。具体操作方法如下:通过移动式钻孔台车进行全断面一次钻孔,装药连接后进行引爆,然后进行断面开挖,完成一段后再进行下一轮爆破循环。在爆破开挖的同时,也要铺设防水隔离层做好支护工作,需要注意的是在引爆炸药前必须撤回钻孔台车,并退至安全范围,安全点通常设置在距离引爆点的50m以上位置,引爆完成后再重新启用钻孔台车。

2.2分部开挖法

分布开挖法又称导坑超前开挖法,即对隧道某一部分进行提前开挖。较为常见的方式包括上(上下)导坑超前开挖法、单(双)侧壁导坑超前开挖法等,施工时要根据具体施工环境和地质条件,选择相应的分部开挖法。比如修建大跨度隧道,需要开挖松软不稳定的地层,这时候最好选择侧壁导坑法这一方法循序渐进,不易对开挖隧道周围产生强烈突然的破坏力。首先在待开挖地的坑道中间设置临时支撑架,再沿坑道分部开挖,接着由边墙向顶拱修衬砌,在衬砌支撑保护下挖出核心部分,为了确保安全性还可以修筑仰拱。分部开挖法的顺利完工有助于后续的开挖施工操作。总之,无论哪种开挖方式都必须保证安全性和施工质量。

2.3台阶法

在隧道开挖施工中,使用台阶法需要根据项目需求分析具体情况,在长台阶法、短台阶法、超短台阶法等中选择最恰当的台阶开挖方式。而且台阶法的运用有条件限制,一方面要考虑隧道支护起始阶段时期闭合断面的形成时间,因为闭合时间越短,说明围岩质量越差;另一方面要考虑施工场地面积大小的要求,施工场地的大小决定了要使用哪种设备对上部断面进行施工。开挖、支护、出渣等机械设备的使用必须结合围岩体的质量,较差的围岩体适用于第一个条件,较好的围岩体则重点考虑机械设备的使用率,使经济效益最大化。(1)长台阶法。长台阶法通常适用于Ⅰ~Ⅲ级的围岩,具有开挖面积小、流水线长等特点,对稳定开挖面起到积极的作用。长台阶法的运用需要考虑上下两个台阶的施工长度,一般不超过100m,而且在对开挖、支护、通风、排水等流水线进行分别施工时,既要防止因为台阶长度过长而增加支护的封闭时间,又要降低通风、排水、排烟的施工困难度。所以,在围岩条件较好、工期不紧迫或者不受限,又不需要操作大型机械设备的情况下,使用长台阶法进行开挖是非常有利的,能够提高路桥隧道施工的综合效率。(2)短台阶法。短台阶法通常适用于Ⅲ~Ⅴ级的围岩,出于分台阶开挖和支护封闭时间快的综合考虑,台阶长度一般在10~15m,开挖宽度是长台阶法的1~2倍。开挖时,用少量的药包对上台阶进行轻爆破,爆破出渣后,再用人工或小型机械运送至下台阶,而爆破出渣时间根据台阶长度而定,台阶长度越长,时间越久。就短台阶法的优缺点而言,优点在于能够在隧道开挖初期的支护受力差的条件下,通过缩短支护闭合时间,改善围岩体的抗压性,控制住岩体变形。缺点在于上下台阶不能同时施工,因为出渣会影响到下部断面的施工,导致无法更快地进行隧道开挖工作。(3)超短台阶法。超短台阶法通常适用于Ⅴ~Ⅵ级的围岩,作为最短的全断面开挖法,其长度一般在3~5m。由于超短台阶的上下断面距离很近,无法使用机械设备,只能人工出渣,而且操作时容易受到干扰,降低施工效率;反之,同样因为距离小,施工后基本不需要调整进行二次作业,而且施工安全性高。

3路桥隧道工程建设中开挖支护施工的方式以及作用

3.1钢支撑

为了控制隧道岩土体刚性,防止岩土体受压变形,钢支撑也起到了支护路桥隧道结构的作用。根据施工的具体项目要求,可以灵活选择钢支撑的结构方式,一种是钢筋制作的格栅钢架结构,另一种是型钢制作的工字钢结构。在具体施工中,一般在隧道开挖完成后,根据安装的设计方案准确地计算出间距,尽快安装钢支撑,而不同于其他支护方式,钢支撑是通过支撑岩土体结构本身的刚度来达到稳定效果。由于岩土体自身存在部分稳定性极差的地层,钢支撑的应用能够充分发挥其稳定作用,有助于隧道岩体固定增强抗压性。除了钢支撑的支护方式以外,施工时还经常结合喷射混凝土、锚杆、钢筋网等其他支护方式混合使用,确保隧道岩土体的稳定性和安全性,避免在隧道开通后出现坍塌事故。

3.2喷射混凝土

喷射混凝土是路桥隧道工程建设支护施工中不可缺少的一环,通过向隧道洞内的围岩墙体表面喷射混凝土,来提高岩块整体的粘结力和摩擦力,既对洞内墙体进行视觉美化,又有效保持了岩块的咬合和稳定,避免围岩墙体产生松动,缓解了隧道墙体的外界压力。无论是从隧道围岩的抗压力和稳定性,还是从喷混凝土层本身的结构而言,都能够增强隧道抗压性和粘合性,防止出现岩块松动导致隧道坍塌事故。施工时再结合其他支护方式,综合运用各种支付手段,承担起隧道的压力,有效地防止隧道结构因为受压而产生变形。

3.3锚杆支护

建立锚杆支护也能够加固隧道岩土体,防止结构变形而崩塌,这种方式尤其适用于松动区的隧道内围岩。当围岩受到更大的压力时,将锚杆打入隧道岩土体内部,促使洞内表面的围岩从原来的二轴应力状态转变为三轴应力状态,将压力分散约束结构变形,有效地控制住隧道洞内的围岩体变形,避免其结构刚度进一步恶化。所以,隧道内岩土体中的锚杆系统相当于是岩土体的加固圈或者承载拱,能够负荷起岩土体的外部压力,增强了隧道岩土体的稳定性。

3.4钢筋网

钢筋网通常情况下与锚杆相连接,两者共同组成了岩土体的支护结构之一。在把锚杆打入岩土体的施工时,锚杆之间往往会间隔一定距离,因此锚杆的对松动岩土体的加固作用相对薄弱,这就需要在各个锚杆之间连接起钢筋网,将松散的岩土块置于三轴应力的状态下,保持岩土体稳固,加强了整体稳定性。

4结束语

目前中国的经济快速发展,城市道路交通网不断完善,交通道路关系着人们的日常生活,路桥隧道工程的质量和通行安全自然受到社会和人们的关注。本文通过分析路桥隧道工程开挖支护的现状,重点探讨了开挖支护工程的三大施工技术,致力于提高路桥隧道工程开挖支护施工技术水平,保证道路工程的质量和安全,促进各地区道路交通网的建设,紧密人们的联系,加强各地区的经济、社会、人文等交流,助力各地区经济社会的快速发展。

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作者:李明 单位:云南公投建设集团隧道工程有限公司

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