开挖支护施工技术在路桥隧道工程中的应用

朱慧明

摘  要：路桥隧道工程的开挖支护施工复杂性较高，在施工中面临着各种不稳定的影响因素，存在着各种安全隐患，从而影响施工安全和施工进度，一旦出现施工安全问题，不仅会影响施工进度，更是直接威胁到施工人员的人身安全，因此做好隧道工程的开挖支护施工技术控制十分重要。在进行隧道工程开挖支护施工中，施工人员要选择恰当的施工技术，并且掌握好相关的施工要点，比如掌握好混凝土喷射施工技术要点，掌握好钢架施工技术要点等，从而更好地确保隧道岩体的稳定性，保证隧道开挖的安全性。因此，本文就对开挖支护施工技术在路桥隧道工程中的应用作用、施工技术类型以及施工技术要点等进行详细的分析。

关键词：开挖支护;路桥隧道;特点;作用;类型;要点;措施

在进行路桥隧道工程施工中，施工安全是最为重要的内容，因此在进行隧道施工时，应当采取各项先进的施工技术来确保施工安全，保证施工进度和施工质量。随着我国建筑行业的发展，当前我国施工技术水平也得到了极大的发展和创新，进而为路桥隧道工程施工提供了重要的技术支持，有效地促进了路桥隧道工程的发展。在进行路桥隧道工程施工时，开挖支护技术是最常用的技术类型之一，施工人员应当采取恰当的开挖支护施工来保证隧道开挖的安全性，确保工程的施工进度。在进行隧道开挖时，会受到各种因素的影响，包括受到开挖方式、地下水等相关因素的影响，施工人员需要综合考量相关的地质参数以及施工参数来选择恰当的施工技术。当前路桥隧道开挖支护施工技术类型较多，包括有全断面开挖方法、台阶开挖方法等，这些方法的运用，都有利于提高隧道的开挖质量，因此施工人员要加强对开挖支护方法的研究和运用，有效地保证工程的开挖质量。

一、路桥隧道工程的特点

1、施工不稳定

路桥隧道工程在施工中，是具有明显的特点，施工难度较大，因此施工人员要结合施工特点来采取恰当的施工技术。当前隧道工程的施工存在极大不稳定的情况。因为在进行隧道工程施工中，会受到许多不可测因素的影响，导致各种施工意外的发生，进而影响施工进度。比如，在施工过程中，极容易受到地质因素的影响，如果没有做好地质的全面勘查，在施工中极容易受到水文环境的影响，从而导致各种施工问题的发生，如会出现泥石流的问题，不仅会影响施工进度，也会对施工人员的安全造成威胁。

2、存在施工安全问题

在进行路桥隧道工程施工中，极容易发生施工安全问题。因此在进行隧道工程施工中，容易对当地的地质结构造成破坏，而且难以预测地质的变化情况，容易引发各种地质问题的发生，比如容易引发塌方等，都会造成较为严重的施工安全事故，给隧道工程施工造成较大的经济损失和人力损失。

3、施工隐蔽性强

路桥隧道工程的施工隐蔽性较强，因此工程施工大部分都是处于地下的环境。而且隧道工程的施工规模较大，施工环节较多，各个环节之间是紧密联系的，一旦在某个施工环节出现问题，不仅会影响当前的施工质量，也会对后续的施工环节造成影响，从而造成一些隐蔽的风险，进而对施工安全造成威胁。

二、开挖支护施工技术在路桥隧道工程中的保护作用

1、提高隧道开挖的安全性

在开展路桥隧道工程施工中，做好开挖支护施工，对于提高整个工程的施工安全性和质量都起到了十分重要的作用。首先，做好開挖支护施工，有利于提高整个隧道开挖的安全性。因为大部分路桥隧道工程都处于山区的地形，施工环境较为复杂，部分工程甚至需要在山体中或者岩石中进行施工，不仅施工难度大，施工安全更是难以保证。通过采取开挖支护施工技术，不仅可以加固工程的结构，也可以提高整个隧道的安全性，从而更好地保证施工人员的安全。

2、提高围岩的稳定性

做好开挖支护施工，有利于提高围岩的稳定性。由于大部分路桥隧道的工程规模较大，施工时间较长，隧道的地质结构也会随着时间的变化而发生变化。比如，在施工中，隧道周边的岩体会受到环境的影响，会出现侵蚀的现象，从而导致岩体的稳定性得不到保证，不仅会影响施工进度，也会影响施工的安全性。通过采取开挖支护施工技术，采取混凝土封闭的支护方式，可以有效地减少环境对于隧道岩体的影响，有效地提升岩体的稳定性，减少各种施工安全问题的发生。

3、保证隧道的施工进度

在路桥隧道施工中，加强对开挖支护施工技术的运用，可以有效地保证工程的施工进度。做好开挖支护施工，可以有效地保证工程整体施工的安全性，保证各项工程都能够如期开展，能够在规定的时间内完成施工。施工人员通过结合现场的施工环境情况来采取恰当的开挖支护施工技术，提高岩体稳定性的同时，也可以消除各种安全隐患，保证工程的安全性。只有确保施工安全，才能保证各项施工内容的顺利开展，才能保证整体的施工效率，保证工程的施工进度。

三、路桥隧道工程的开挖支护施工技术类型

1、全断面开挖法

当前路桥隧道工程的开挖支护施工技术类型主要有五种，分别是全断面开挖法、分部开挖法、长台阶法、短台阶法以及超短台阶法，施工人员应当加强对各种施工技术的分析和运用，运用恰当的施工技术来做好工程的开挖施工，保证工程的施工质量。在进行隧道工程施工中，最常用的开挖技术就是全断面开发法，采用该技术时，施工人员必须要样按照设计方案的内容来进行开挖，并且采用钻孔台车来进行一次性开挖。在开挖过程中，施工人员也可以进行连续性开挖，直至开挖长度符合设计要求。通常情况下，施工人员可以先将隧道分成若干个施工路段，然后按照路段的顺序来进行掘进开挖，从而保证开挖支护的施工质量。在开挖过程中，施工人员还要做好引爆循环操作，在爆炸之前需要撤离钻孔台车，避免爆炸时对台车造成影响。此外，开挖中，施工人员还要做好防水隔离层的铺设工作，进而确保开挖施工时隧道结构的稳定性。

2、分部开挖法

采用分部开挖的方法需要结合隧道工程的环境和地质情况来综合考虑，对隧道某个部分进行提前开挖。在开挖跨度较大的隧道时，如果此时隧道所开挖出来的地层是松软的情况下，隧道结构不够稳定，施工人员就要采用侧壁导坑的方法来进行缓慢开挖，减少开挖时对隧道周围造成的影响。在进行分部开挖时，施工人员要做好支撑架的设置，然后沿着坑道来进行开挖，从而挖出核心的部分，并保证整个开挖过程的安全性。采取分部开挖的方法，可以有效地保证当前隧道部分的开挖质量，也有效地减少了后续隧道开挖的施工难度，从而可以更好地保证整体的开挖质量。

3、长台阶法

长台阶法主要适用于是开挖面积较小的隧道工程，所以当隧道地质是属于1级至3级的围岩情况时，施工人员就可以采用长台阶的方法来进行隧道的开挖，进而更好地保证隧道的稳定性。采用长台阶的开挖方法，施工人员要综合考虑好上下台阶的长度，将台阶的长度控制在100米以内。在进行对排水等流水线施工时，施工人员还要适当地结合台阶的长度来调整支护的时间。通常情况下，如果路桥隧道工程的施工时间较为充裕，而且当前的施工环节处于较为良好的状态，则可以采用长台阶的开挖方法。

4、短台阶法

当路桥隧道工程的围岩处于四级情况时，施工人员可以采用短台阶的方法进行开挖。因为此时的围岩由于受到风化侵蚀的影响，导致岩体的稳定性大大地降低，导致围岩的荷载能力下降，为了保证隧道整体的稳定性，施工人员需要采用短台阶的开挖方法。采用短台阶的方法，需要将台阶的长度控制在5米左右，并且将高度控制在3米左右。在开挖时，施工人员应当尽量将进尺设置为1米，从而更好地保证开挖施工的便捷性。而且施工人员应当尽量保证在同一个时间进行台阶的施工作业，减少爆破的次数，从而减少爆破对隧道岩体的影响，进一步保证隧道的稳定性。此外，使用短台阶的开挖方法，在完成开挖施工后，可能会出现上台阶悬空的现象，此时施工人员应当避免对上台阶施工荷载，避免上台阶出现垮塌的现象。

5、超短台阶法

超短台阶的开挖方法主要适用于围岩级数在五级或者六级的情况，在开挖时，施工人员要将台阶的长度控制在3米至5米范围之内。使用超短台阶的开挖方法，此时上下断面之间的距离是非常近的，所以施工人员应当采用人工出渣的方式，进一步保证隧道岩体的稳定性。虽然采取人工出渣的方式会降低整体的施工效率，但是能够保证整体的施工质量，有效地提升了工程的施工安全性。

四、路桥隧道工程中的开挖支护施工技术要点

1、做好混凝土喷射施工

要保证路桥隧道工程的开挖施工质量，施工人员必须要做好混凝土的喷射施工工作。首先，完成隧道開挖施工后，施工人员要及时进行混凝土的喷射处理，并且在规定的时间内做好围岩施工。在进行混凝土喷射施工时，需要进行分层施工，并且要做好混凝土的养护工作。施工人员可以借助湿喷机来进行混凝土的喷射，但是要求在施工时没有地下水。在进行混凝土搅拌时，应当按照相关的要求和规定来添加恰当的混凝土和速凝剂， 并且将喷射的距离控制在0.8米到1.2米之间。在进行中拱部位喷射时，施工人员可以采用台阶的方法，先对拱部拱脚进行喷射，然后再对拱顶进行喷射，并且将喷射的长度控制在4米以内。在进行混凝土喷射施工时，应当确保围岩面面和混凝土面之间的有效黏接。如果在开挖过程中出现超挖问题，需要增加混凝土的喷射施工量，并且会增加施工难度。为了减少混凝土的喷射施工量，部分施工人员会采用木板和石棉板来丰富覆盖面较大的超挖坑，然后同时进行混凝土的喷射施工，借此来减少混凝土的喷射施工量。但是该处理方式，虽然可以减少混凝土的使用量，减少施工成本，但是容易造成支护和岩层之间出现较大的空隙，从而增加了隧道的安全隐患。

2、做好锚杆施工

在进行锚杆施工时，施工人员需要做好锚杆方位的选择，结合围岩的级别以及风化程度来选择恰当的锚杆位置。如果在隧道施工中，涉及到多个施工段，不同施工段的水文地质情况也会存在差异，所以施工人员必须要合理地选择恰当的锚杆位置。在进行锚杆位置设计时，要确保锚杆的方向、相互之间的间距以及长度都处于恰当的位置，比如锚杆的方向要和岩层面向垂直，从而才能发挥出锚杆的作用。在施工过程中，施工人员要切实发挥出锚杆的组合梁和拱的作用，进而更好地做好隧道的开挖支护施工。但是在实际的施工中，锚杆施工也存在着不少问题，由于相关主体之间缺乏有效的沟通，导致锚杆在初期的施工中，会出现锚杆位置不合理的问题，从而导致隧道开挖施工出现锚杆过剩的问题，使得整体的施工成本增加，也影响锚杆作用的发挥，增加工程整体的施工风险。因此，在实际施工中，施工单位、设计单位、建设单位等各个主体之间要加强沟通，结合隧道地质情况来及时做好施工方案的调整，切实保证锚杆位置的合理性。

3、做好钢架施工

钢架施工也是路桥隧道开挖支护施工的重要内容，在开展钢架施工之前，应当提前做好钢架的预制，严格按照设计方案的要求来做好钢架的焊接，然后再运送到施工现场进行连接焊接。在进行钢架的浇筑施工时，施工人员应当先检查钢架尺寸的大小，然后再进行沉降施工。针对于钢架构和围岩之间的空隙，施工人员可以采用混凝土突出物来进行填补没从而确保围岩和支护之间的协调性。此外，在进行钢架施工中，施工人员要做好围岩变形的控制工作。在进行钢架连接时，应当使用纵向的连接方式，并且将钢筋之间的间距控制在1米以内，从而保证整体受力结构的稳定性。在进行钢架安装时，施工人员应当保证上部拱脚开挖的高度要低于上部开挖底线，并且将高度差控制在15厘米到20厘米之间。在安装时，施工人员需要在拱脚的位置铺设垫板和砂垫层，保证锁固好锁脚锚杆。当完成下部开挖的施工作业后，施工人员需要安装边墙拱架，完成所有拱架的安装后，可以采用纵向连接的方式来实现拱架之间的一体化连接。

4、做好隧道钢筋网支护施工

在进行路桥隧道开挖支护施工中，钢筋网支护施工和锚杆支护施工都是共同使用的支护施工方法。使用锚杆支护的施工方法，锚杆之间的分布密度较小，所以一些距离锚杆较远岩体的稳定性则得不到保证，容易造成岩体坍塌现象。而使用钢筋网支护的施工方案，可以有效地提升锚杆支护的稳定性，特别是避免出现支护盲区的发生。在进行钢筋网支护施工中，需要和锚杆支护相互结合使用，才能起到更好的岩体稳定作用。施工人员需要在锚杆空隙之间使用钢筋网来进行支护处理，借此来提升岩体的稳定性。当施工人员完成工作面的开挖施工后，需要立刻安装钢筋网来进行支护，保证岩体整体的强度和稳定性。如果岩体处于较为稳定的状态，施工人员也可以采用混凝土喷射的方式来巩固岩体的稳定性，通过将混凝土喷射到钢筋网和锚杆之间的接触位置。

五、提高路桥隧道工程开挖支护施工有效性的措施

1、做好路桥隧道开挖支护的监控测量工作

为了更好地保证路桥隧道开挖支护施工的有效性，施工人员还应当做好监控测量工作和信息化管理工作。施工人员要采取恰当的监控技术来对做好隧道的开挖支护施工监控，有针对性地监控重点施工内容，比如要做好隧道下沉情况的监控，做好隧道周围岩体位移情况的监控，并且实现动态监控，从而更好地保证开挖施工的安全性。通过动态监控所获得相关的数据，可以为隧道后续的支护施工提供重要的参考数据，保证支护施工的有效性。施工人员在监控开挖支护情况时，需要隧道沉降速度和沉降尺寸数据的记录，然后结合沉降数据来进行施工分析，切实控制好隧道的沉降速度，保证施工的安全性。

2、做好路桥隧道开挖支护设计的信息化管理工作

在进行路桥隧道开挖支护施工时，施工人员也要做好信息化管理工作，学会运用各项先进的信息化技术来做好信息的处理和共享工作。在开挖支护施工中，施工人员应当及时将相关的开挖数据上传到信息系统中，由专业人员来分析研究相关的施工问题，并且做好问题的处理，进一步确保施工安全和施工质量。此外，在进行隧道的开挖支护设计时，工作人员应当构建BIM系统网，针对隧道的施工情况来建立对应的三维模型。在录入隧道开挖支护信息时，工作人员应当将隧道工程的地质情况、周边环境情况、施工进度情况等录入到信息系统中。此外，工作人员还应当借助信息化技术来做好开挖支护施工操作的模拟分析，提前分析施工中可能出現的问题，并制定预防和解决方案，尽量减少施工问题的发生，全面确保隧道工程的施工安全。

开挖支护施工在路桥隧道工程中起着至关重要的作用，因此施工人员应当加强对开挖支护施工技术的深入分析和研究，运用恰当的施工技术来做好隧道的开挖支护施工，保证隧道工程的施工质量。但是在实际施工中，部分施工人员并没有按照施工方案来开展施工，所制定的施工方案并没有综合考虑隧道工程的施工条件情况，导致在开挖支护施工中出现各种问题，影响整体的施工进度。所以，施工人员在进行开挖支护施工时，要综合考量不同的影响因素，及时做好开挖支护施工方案的调整，进一步提高开挖支护施工的质量，切实保证施工安全，从而更好地提升路桥隧道工程的施工效益。

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