隧道工程建设的开挖支护施工作用

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摘要:在隧道工程施工前要先在施工地进行勘察，然后结合开挖支护进行方案设计，在此过程中要采用多种方式的开挖支护。文章根据隧道的相关施工方法，结合开挖支护做出一些总结，把施工过程中应该注意地方都列举出来。

关键词:隧道施工；开挖支护技术；技术要点

在隧道施工的过程中，开挖支护是整个工程设计中最重要的一部分。在施工前，地质人员要先到施工地勘探当地的情况，包括土质、周边环境、交通条件等各种因素，在勘探后，才可以根据开挖支护的方案进行建筑设计，在隧道的施工中进行开挖支护时，注意一些事项是很重要的。

1隧道工程建设中开挖支护施工的主要作用

在隧道工程建设中，开挖支护在整个工程中起着至关重要的作用:①隧道的建设一般都是在山路陡的地方，有时隧道就建立在岩石之上，所以，有效的支护手段是保证隧道工程整体安全系数的重要途径。而且，从岩石本身的质地特性上来说，岩石的稳固性很差，尤其是一些被破坏的岩石[1]。所以在隧道施工之前，施工队都会用钢架作为支护，一方面，钢架的适应度和刚性更强，同时，运用了钢架结构支撑，保证了支护工程施工结构上的稳固性后，应再加入混凝土，这种原料的加入，也是基于混凝土凝固后成形比较规范，且承受能力较强的特点。另外，混凝土在施工初期是一种可塑性很强的材料，所以可以用混凝土把钢架和岩石之间的孔隙填满，使支护更加牢固，施工队的安全也有了保障；②当隧道开挖后，它的围岩会很容易被风化，为了确保施工队的安全和工程的正常进度，在隧道开挖支护后会浇筑混凝土，封闭围岩的同时也能确保围岩的稳固性；③锚杆支护施工的作用。锚杆的作用是固定破碎的岩块，把隧道的梁和拱组合在一起，加强拱的抗压度。锚杆支护的种类有很多，其中最常见的是普通的砂浆锚杆、中空注浆锚杆、自进式锚杆等，在使用锚杆时，必须要将锚杆和岩层紧密的贴合在一起，锚杆的垫板需要安装好。垫板安装的要点是一定要保证垫板位置的准确性，这种准确性主要指的是垫板的高度和垫板材质的选择。首先，垫板的安装是为了保证锚杆作用的稳定发挥,所以,它是锚杆稳固的基础。另外，保证稳固性的另一个方法是,选取自身稳定性和耐受力更好的垫板材质，提升其牢固性。最好能在支护安装后仔细检查一遍，注意检查时要结合支护工程安装的顺序和结构特点，同时，为了能实现对支护安装工程的全面监管，检查人员必须对支护结构的作用原理和安装技巧有一个整体的了解，并控制好它对工人安全和工程进度的影响因素，为人员安全和施工流程提供双重的保障。

2隧道工程建设中的主要开挖支护施工方法分析

在施工的工程中，每一项技术都有自己独特的方法，开挖支护也不例外,其中最主要的两种是台阶法和全断面开挖法:①全断面开挖法和它的名字一样,在施工前需要进行一次爆破，岩层就会破裂或断开，这样做的目的是为了便于设计隧道轮廓。爆破完成后就需要用锚固支护和二次衬砌的方法进行下面的工程,为了确保爆破过后的围岩具有牢固性，就必须在全断面开挖后用支护进行加固和保护。但在这里需要注意，支护的宽和长不能低于1km，因为在施工现场必然有大型的机械设备，为了机械设备的道路畅通，就需要把空间留出来[1]；②台阶法是在全断面开挖的基础上进行改变而来的，这种方法在隧道的施工中最为常见。首先要根据不同的长度把岩层划分为一层一层的台阶，在这里台阶的划分分为长台阶法、短台阶法和超短台阶法，需要根据不同的情况选取不同的台阶法。而且在施工前期还要考虑到支护闭合的时间和岩层的稳固性，以免在施工过程中出现危险。

3隧道工程建设中的开挖支护施工技术要点分析

3.1钢架及大拱脚钢架支护施工的技术要点

在隧道施工前，轮廓需要爆破，爆破后围岩就会不牢固，为了确保在施工中台阶的稳固性，一般都会在开挖下台阶时在上台阶设置一个大拱脚，大拱脚宽为0.5m，高为1m。在设置大拱脚时，需要施工人员扩大拱脚，在拱脚的支架建立好后，需要用混凝土来加固，以确保拱脚支架的稳定性。一般来说，在自稳性好的土之中架设大拱脚是很便利的，但在稳定性较差的岩层中架设大拱脚就有些麻烦，拱脚的扩凿需要一点时间，假如无法在上台阶开挖时及时建好就会发生围岩塌方的情况，但这个施工环节必须在隧道中进行，一旦塌方在施工过程中发生,所造成的财产和人员损失是无法估量的。所以这个技术的使用一般都带有安全风险，降低这种安全风险的有效方法除了提高施工人员本身的安全意识和自我保护意识之外，还可以从原材料质量的角度为整体的工程质量提供一重更好的保障。另外，施工人员的个人工作责任心和施工操作规范性也非常重要。施工提供人员在在应用这项施工技术时一定要小心谨慎，认真仔细，绝对不可因为马虎而造成损失[3]。钢架支护的钢架在制作上也很讲究，每个节点和弧度都要和设计的尺寸相符合，所以需要分节焊节点，在连接两个节点时要用螺栓，为了确保钢架和围岩之间的切合度，必须要用混凝土填补之间的缝隙，一方面可以控制围岩的形状，另一方面就是加强钢架整体的抗压受力能力。

3.2隧道工程中的喷射混凝土支护施工的技术要点

在隧道工程建设中，要在隧道开挖后及时做好防护工作，用混凝土来加强围岩的稳固性，在这个施工阶段，混凝土的加入方式是通过管道喷射来实现的,从混凝土凝固作用的历程和特点上来说，必须要等喷射上的混凝土完全凝固成形后才能进行第二阶段的喷射。即在喷射混凝土时需要分层分阶段来喷射。一般来说，在围岩上喷射混凝土来加固围岩的稳定性本是一件很容易的事情，但是当岩壁被挖过之后其开挖接触面的完整性和平整度就会受到影响，在混凝土喷射时就会存在混凝土原料分布不均匀或者作用不充分的问题，同时，混凝土喷射的难度和混凝土的数量也相应的增加了。为了解决这个问题，就需要在喷射混凝土前在凹坑处填补一些材料，然后再用混凝土把凹坑填平，这样不但能够减少混凝土的使用量，还能够减小混凝土喷射的难度。但是这个方法的缺点就是使支护和岩层之间出现空腔，对以后的施工来说是一个安全隐患。

3.3隧道工程中的锚杆支护施工技术要点

在锚杆支护施工的过程中，不同的锚杆有不同的构架方法。在支护时，要明确不同类型的锚杆其架构方式也有所区别。例如，砂浆锚杆的构建流程为：在施工前做好所有的准备工作，首先用器械标注孔位、钻孔和清洁孔洞，其次是在孔洞中注入砂浆并插入固定的锚杆，最后就是把锚杆的垫板和螺栓安装好，这样一个完整的砂浆锚杆的支护就构建好了。但在实际情况中，很多设计与施工存在差异，因为从本质上来说，施工阶段和设计阶段是存在着一定的不同的，虽然设计图纸最终是为施工提供依据的，但在实地的施工中，会受到地形、地质结构以及外部自然环境的影响，且这些因素有的是在施工过程中随机遇到的，并不能做到提前在工程设计阶段进行预估和防范。也就是说，工程设计环节和实际的施工环境存在一些差别，这就造成了设计数据与施工数据不符的现象。但有的施工工人只能按照图纸来工作，因为从原则上来讲，施工图纸是工人进入施工阶段时开展工作的重要依据，但上面的事物会直接导致支护结构搭建所需的原材料和原材料储备量不相匹配的现象发生，例如有时就会造成锚杆的数量不足或富余。当出现数量不足的问题时，就会导致施工材料不能被充分利用，还会浪费工程时间，这主要是因为，原材料的缺失会立刻导致施工速度的减慢和停滞。另外，一旦支护设施的完整性出了问题，那么施工的整体流程也会存在严重的安全隐患。

4结语

在隧道建设的过程中会遇到很多问题，但是，随着科学技术的不断进步，很多建设上存在的问题都被解决了。这就对隧道的施工提出了更高的要求，所以在隧道的施工中，施工队员一定要保质保量的完成工作，避免出现安全隐患。

参考文献:

[1]陈慧兰.建筑工程基坑开挖及边坡支护施工技术研究———以富兴广场工程为例[J].江西建材,2017(13):52-53.

作者:冯钢鹰 单位:重庆育才工程咨询监理有限公司