路橋隧道工程開挖支護的施工要點
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摘要:中國的工業(yè)技術(shù)隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展而取得了長足的進步，正因為如此，中國的工程項目有了明顯的增加，而且建設(shè)規(guī)模也越來越大。路橋隧道工程開挖支護隨著工程建設(shè)行業(yè)的發(fā)展而迎來了前所未有的機會和很好的發(fā)展條件。這些年以來，路橋隧道工程開挖支護技術(shù)在施工中得到了很全面的應(yīng)用，本文簡要的分析了路橋隧道工程開挖支護的施工技術(shù)。
關(guān)鍵詞:隧道工程；開挖；支護
中國路橋隧道工程建設(shè)的進程越來越快，為了避免大規(guī)模建設(shè)帶來的破壞，合理運用路橋隧道工程隧道開挖與支護中各項技術(shù)指標(biāo)是路橋建設(shè)可持續(xù)發(fā)展，更好地構(gòu)建和諧交通的基礎(chǔ)。明挖法和暗挖法是路橋隧道的兩種施工方法。明挖法:地面先挖開，先在露天情況下修建隧道結(jié)構(gòu)，之后再將修建好的隧道結(jié)構(gòu)覆蓋回填。暗挖法:開挖和修筑隧道結(jié)構(gòu)是在地下進行，在施工時隧道上面的地層不挖開。暗挖法又分為:礦山法、隧道掘進機法、盾構(gòu)法。隧道進洞采用大斷面開挖的明挖法，這是一種簡單的容易實施的方法，由于土石方量大，因此，對周邊的植被破有非常大的破壞性。明挖法對于埋深較大的隧道是不適用的，在山嶺道路上做隧道施工，必須使用礦山法。礦山法中的最重要、最常用、最有效的一種開挖方法是噴錨構(gòu)筑法，下面的內(nèi)容中，我們一起討論一下路橋隧道的開挖與支護的方法。
1路橋隧道的開挖分析
隧道是在地質(zhì)條件復(fù)雜的條件下開挖的建筑工程，因此，受到地應(yīng)力，地址物理參數(shù)，地下水，地址斷層等因素和開挖方式、支護方式、支護時間等人工開挖操作的影響比較大。建筑隧道采用的支護方式和開挖方式要因地制宜的選擇，跟據(jù)工程所處的地質(zhì)環(huán)境和圍巖穩(wěn)定性不同，而采用不同的方案。現(xiàn)在，隧道開挖的方式有:全斷面開挖方法、臺階法、臺階分部開挖法、導(dǎo)坑法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。在一級圍巖處適合使用全斷面開挖方法，工級圍巖處適合采用臺階法，一級圍巖處，上下臺階之間的距離應(yīng)該滿足機器正常作業(yè)的需求，并減少翻渣工作量，因此適合選用臺階分部開挖法。導(dǎo)坑法由于各工序安排緊湊，能保證施工安全，適用于圍巖較差、沉降需要控制的隧道。支護方式一般使用:錨噴、錨網(wǎng)噴、錨噴網(wǎng)架、錨噴網(wǎng)架注漿、鋼架支護、鋼筋混凝土支護、注漿加固和預(yù)應(yīng)力錨索支護等方式，在實際應(yīng)用中，聯(lián)合支護，多次支護等形式是經(jīng)常采用的，下面，我們從隧道的開挖與支護技術(shù)角度，進行重點的分析討論。
1．1隧道施工方法概述
礦山法是指一般開挖地下坑道方法修筑隧道，少擾動、早支撐、恒撤換、快襯砌是礦山法的基本原則。漏斗棚架法，反臺階法，正臺階法，全斷面開挖法，上下導(dǎo)坑先拱后墻法，，下導(dǎo)坑先導(dǎo)后墻法，品字形導(dǎo)坑先拱后墻法，側(cè)壁導(dǎo)坑法是礦山法的基本施工方法。新奧地利隧道施工方法的簡稱是新奧法，概念是:20世紀(jì)50年代，奧地利學(xué)者拉布西維茲教授提出，以隧道工程經(jīng)驗和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ)，支護手段采用錨桿和噴射混凝土組合的方式的施工方法，這個方法經(jīng)過許多國家的實踐研究，在60年代正式取得專利和命名。少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉是新奧法的基本施工原則。以盾構(gòu)這種施工機械在地面以下開挖隧道的施工方法稱作盾構(gòu)法，盾構(gòu)法可以在承受地層壓力的同時在地層中推進的活動鋼筒。盾構(gòu)法的優(yōu)點是一次成型，可以對圍巖體減少重復(fù)的擾動，進而實現(xiàn)全程機械化施工。
1．2隧道開挖
在圍巖可以保持穩(wěn)定的情況下，減少對圍巖的擾動，選擇恰當(dāng)?shù)拈_挖方法和掘進方式，并將挖掘進度盡量提高，這就是隧道開挖的基本原則。在開挖和掘進方式的選擇時，應(yīng)該考慮到隧道圍巖地質(zhì)條件及其變化情況，選擇的方法要能適應(yīng)地質(zhì)條件及其變化，也要能保證圍巖的穩(wěn)定性，同時應(yīng)該保證快速掘進和減少對圍巖的擾動。開挖成形方法就是隧道開挖方法，從開挖隧道的橫斷面分部情形來分，可以將開挖方法分成以下幾種:全斷面開挖法，臺階開挖法，留核心土臺階開挖法，分部開挖法。將設(shè)計斷面分上半斷面和下半斷面兩次開挖成型，也有采用臺階上部弧形導(dǎo)坑超前開挖的方法稱為臺階開挖法。這種方式適用于含軟弱夾層帶或節(jié)理發(fā)育地段的三、四級圍巖。臺階法細(xì)分又可以分成:長臺階法，短臺階法和超短臺階法。是由臺階法變化來的，上臺階超前倍洞跨，主要應(yīng)用在采用短臺階法開挖遇到土質(zhì)、涌水、掌子面坍塌等段落。特點時，施工的調(diào)整很小，是在遇到短距離圍巖變化的時候可以最先采用的方式，對施工安全性能的提高很有幫助，缺點是工序比較多，進尺一般不超過一厘米，比較短。將隧道斷面分部開挖逐步成型，且一般將某部超前開挖的方法是分部開挖法，也可以稱作導(dǎo)坑超前開挖法。上下導(dǎo)坑超前開挖法，上導(dǎo)坑超前開挖法，單側(cè)壁導(dǎo)坑超前開挖法，雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前開挖法等是常用的方法。
2支護方法
2．1噴射混凝土
為了保持巖塊體的咬合和鑲嵌作用，使被裂隙分割的巖塊體粘接起來，我們會采用向洞室內(nèi)表面圍巖噴射混凝土的方法，通過提高巖塊體的粘接力和摩擦力來有效的防止圍巖松動，這樣對應(yīng)力的集中產(chǎn)生的現(xiàn)象有規(guī)避和緩解的作用。同時，可以在圍巖表面產(chǎn)生抗力和剪力，圍巖因此而處于有利于穩(wěn)定的三軸應(yīng)力狀態(tài)，而且噴混凝土層自身的結(jié)構(gòu)剛度可以對不穩(wěn)定體的坍塌現(xiàn)象起到阻止的作用。噴射混凝土自身有一定的剛度因此對巖土體的坍塌現(xiàn)象有一定抵抗作用，與此同時，可以使用其他的支護方法，共同承受支護結(jié)構(gòu)的受壓變形，真因為如此，現(xiàn)代隧道施工經(jīng)常用的方法之一就是噴射混凝土支護方法。
2．2錨桿支護
為了對巖土體的變形產(chǎn)生一定的約束，我們采用在巖土體內(nèi)打入錨桿的方法，并且通過向圍巖施加壓力，使原來處于二軸應(yīng)力狀態(tài)的洞室內(nèi)表面的圍巖保持三軸應(yīng)力狀態(tài)，從而，圍巖體剛度的惡化就被有效的控制了。尤其在松動區(qū)內(nèi)圍巖的剛度，這種方法尤為有效。巖土體中的系統(tǒng)錨桿起到形成了被約束變形的巖土體加固圈，形成了能夠承受外部荷載的巖土體承載拱，并且與巖土體共同承受外部荷載，增強了巖土體的穩(wěn)定性的作用。
2．3掛鋼筋網(wǎng)
在一般情況下，鋼筋網(wǎng)是與錨桿連接在一起使用的，由于錨桿布設(shè)有一定的距離，錨桿約束作用之間的巖土體因此比較薄弱，很可能發(fā)生坍塌事故，因此，用鋼筋網(wǎng)連接錨桿之間的距離保持穩(wěn)定作用，使松散的巖土塊體處于三軸應(yīng)力狀態(tài)中。
2．4鋼支撐
利用支撐結(jié)構(gòu)自身的剛度來穩(wěn)定巖土體的方式是鋼支撐，可以達到控制巖土體的變形的目的，在工作面開挖完成以后一般應(yīng)該立刻按照設(shè)計間距安裝鋼支撐，這樣能夠?qū)⑺淖饔贸浞值陌l(fā)揮出來，起到穩(wěn)定巖土體的作用。在巖土體自身穩(wěn)定性極差的地層通常會使用鋼支撐，鋼支撐一般有兩種形式:鋼筋制作的格柵鋼架結(jié)構(gòu)和型鋼制作的工字鋼支撐。為了確保保巖土體的穩(wěn)定，噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)經(jīng)常與鋼支撐混合使用。
3結(jié)束語
對于中國的經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)以及山嶺丘陵地區(qū)來說，路橋隧道的應(yīng)用有非常重要的意義，我國路橋隧道的施工必須根據(jù)環(huán)境因素的影響，如:不同的施工地域、水文等，綜合各種實際情況，因地制宜的制定符合當(dāng)?shù)貐^(qū)域?qū)嶋H情況的隧道開挖與支護方案。我希望，這篇文章的路橋隧道的開挖與支護方法的分析，可以被相關(guān)的從業(yè)人員合理的采納其中有利的方面，通過先進的技術(shù)知識來運用到實際工作中去，將西方國家的隧道開挖與支護方法采用的成功經(jīng)驗借鑒過來，更高的提升我國路橋隧道的質(zhì)量。
參考文獻
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作者:趙濤 單位:中交二航局第二工程有限公司