呂顯光
(山東遠通公路工程集團有限公司,山東棗莊 277500)
開挖支護是路橋隧道工程施工中的一項重點內(nèi)容,通過一系列的施工方式,可以有效避免路橋隧道工程開挖坍塌問題的產(chǎn)生。但是,在路橋隧道工程開挖支護施工時,需要對各項施工技術(shù)要點進行詳細的了解,并且做好深入研究工作,通過分析和研究,確保各項施工技術(shù)要點使用的合理性,減少安全施工事故的發(fā)生。
在路橋隧道工程施工期間,所使用的方式相對較多,并且施工環(huán)境較為復雜,導致施工工藝的難度較大,從而容易增加施工安全隱患[1]。另外,路橋隧道工程在施工期間,主要有以下幾個特點。
第一,路橋隧道工程經(jīng)常會受到一些不確定因素的影響,尤其是一些施工區(qū)域地質(zhì)條件較為特殊的情況下,對施工工藝的影響十分明顯,這時如果對地質(zhì)條件和水文環(huán)境未能進行詳細勘查,對各個方面的情況不能全面掌握,就無法準確預測地質(zhì)災害的發(fā)生,無法制訂合理的預防方案,不能很好地避免在施工期間產(chǎn)生各類施工風險。
第二,路橋隧道工程施工的難度相對較大,并且在施工期間,難免不會對施工區(qū)域的原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成一定破壞,所以就需要做好勘查工作,預測施工區(qū)域內(nèi)的變化,有針對性地做好施工,從而避免塌方等安全事故的發(fā)生。
第三,通常情況下,路橋隧道工程往往處于地下空間中,具有較強的隱蔽性,各項施工環(huán)節(jié)之間存在著緊密的聯(lián)系,呈現(xiàn)著環(huán)環(huán)緊扣的狀態(tài)[2]。所以,就需要做好完善的施工方案,覆蓋整個施工過程,及時發(fā)現(xiàn)施工中存在各種隱患,確保路橋隧道工程施工工序順利展開。
路橋隧道工程中常用的開挖支護方式有很多,其中錨桿支護相對較為常用,主要是因為這種方式在路橋隧道工程施工中不會受到任何環(huán)境的影響,可以很好地起到開挖支護作用。同時,在路橋隧道工程開挖支護時,可以結(jié)合實際情況,選取合理的施工方式,可以通過利用混凝土噴射技術(shù),對巖石進行加固,使其呈現(xiàn)穩(wěn)定的狀態(tài),保障路橋隧道工程施工的安全性??偟膩碚f,開挖支護施工主要是保證路橋隧道工程以及周圍基坑巖石環(huán)境的安全性,實現(xiàn)良好的保護效果。
在路橋隧道工程開挖支護施工前,需要結(jié)合實際要求和施工方案,準備各種設備和施工工具,這樣才能保證施工工序有序地進行[3]。為了更好地提升路橋隧道工程開挖支護施工質(zhì)量,必須對施工工具有一定的了解,掌握其操作流程,促使這些施工流程可以得心應手,從而發(fā)揮出各項施工工具的價值。在路橋隧道工程開挖支護施工期間,常用的工具有:錨桿、超前小導管等,下面針對這幾種工具進行分析。
錨桿屬于路橋隧道工程開挖支護施工中常用的一種工具,并且錨桿的種類也有很多,例如:自進式、普通砂漿、中孔砂漿,雖然這三種的方式存在較大差異,但是都具備相同的功能,都是對局部進行固定。同時,在施工時,需要在巖石的基礎(chǔ)上進行加固,以此形成梁子,從而保證路橋隧道工程開挖支護施工的安全性。但是,在施工期間,需要注重梁子之間具有更好的黏結(jié)性,只有這樣才能確保開挖支護的效果[4]。
超前小導管也是路橋隧道工程開挖支護施工中常用的一種工具,結(jié)合工程施工的實際情況,對各個鋼管的形狀進行改動,尤其是鋼管的前端位置,可以進行灌漿操作,這樣可以有效保證施工的質(zhì)量。但是,在施工期間,需要對空隙距離進行嚴格控制,尤其是穩(wěn)定性較差的區(qū)域,要做好維護工作,從而保證整個施工可以順利、穩(wěn)定的進行。
常用的路橋隧道工程開挖施工方法有:全斷面開挖法、部分開挖法、長臺階法、短臺階法、超短臺階法等,針對這幾項內(nèi)容,做以下幾點闡述。
全斷面開挖法也是全斷面掘進施工方式,在路橋隧道工程開挖施工期間,其施工方式相對較簡單,僅需要根據(jù)路橋隧道工程施工方案展開,但是一定要一次開挖到位[5]。同時,在全斷面開挖施工期間,需要利用移動式鉆孔臺的方式,進行一次性全斷面鉆孔施工,并且需要裝藥進行引爆,引爆以后進行斷開的開挖。完成一段的開挖施工以后,需要進行下一階段的循環(huán)爆破施工。另外,在爆破開挖施工期間,還需要做好防水隔離層施工,并且在引爆炸藥之前,需要將鉆孔臺車撤回到安全范圍內(nèi),等到引爆以后,再重新啟動鉆孔臺車。
部分開挖法也稱為超前開挖法,主要是結(jié)合路橋隧道工程的實際情況,選取某一施工路段進行提前開挖。同時,在部分開挖施工期間,主要的施工方式為:上導坑超前開挖法、下導坑超前開挖法、單導坑超前開挖法、雙導坑超前開挖法等,并且需要根據(jù)施工方案、施工環(huán)境、地質(zhì)條件等因素,選擇合適的開挖施工法,例如:在路橋隧道工程開挖施工期間,如果遇到松軟土層,需要選擇側(cè)導坑法,這樣不容易對周圍產(chǎn)生較為強烈的破壞力,并且需要在開挖的坑道中間設置臨時支架,沿著坑道部分進行開挖;在開挖完成以后,需要由邊墻逐漸向頂拱進行襯砌,并且將核心部分進行開挖,以此保證施工的安全性。
長臺階法也是路橋隧道工程開挖施工中常見的一種施工方式,比較適用于Ⅰ~Ⅲ級的圍巖,并且開挖的面積相對較小。但是,在長臺階法施工期間,需要對上下臺階的施工長度進行綜合考慮,通常情況下不能超過100m,并且在開挖、支護、通風、排風等環(huán)節(jié)進行流水施工,這樣可以避免因為臺階長度較長,增加支護封閉的時間,從而降低施工難度[6]。另外,在長臺階法施工期間,對施工環(huán)境有著一定的要求,需要圍巖條件相對較好,并且工期不緊張,也不需要使用大型機械設備,這時利用長臺階法,可以有效提升施工效率。
巖石歷經(jīng)長期的風化、侵蝕等,其穩(wěn)定性和安全性就會大幅度下降,并且在一定程度上荷載能力的傳遞也會下降。為了處理這種情況,就需要利用短臺階法展開路橋隧道工程開挖施工,可以對臺階進行嚴格控制,一般情況下臺階的高度應為3m,長度應為5m。但是,在施工期間,還需要注重幾個問題:第一,需要結(jié)合實際情況,對進尺的大小程度進行嚴格的控制,并且為了減少爆破的頻率,盡量使臺階同一時間段展開施工,這樣有助于提升巖石的穩(wěn)定性和堅固性,強化施工的效率;第二,在開挖施工完成以后,很容易出現(xiàn)臺階懸空的現(xiàn)象,這時就需要及時進行處理,避免因為荷載增加,出現(xiàn)垮塌的現(xiàn)象。
超短臺階法一般適用于Ⅴ~Ⅵ級巖石類型,并且長度應在3~5m 之間。由于上下臺階的距離相對較近,是不需要使用機械設備的,只能利用人工的方式進行出渣,但是這樣的操作很容易受到干擾,從而降低施工效率。另外,由于施工距離相對較小,所以也不需要進行二次施工作業(yè),施工安全性相對較高。
做好支護施工,可以有助于提升路橋隧道工程施工環(huán)境的安全性,便于后續(xù)施工穩(wěn)定、有序進行,所以支護施工對于路橋隧道工程來說,有著十分重要的作用[7]。
噴射混凝土施工作為路橋隧道工程開挖支護施工中常見的一項技術(shù)內(nèi)容,主要可以有效提升巖石中咬合和鑲嵌處于穩(wěn)定的狀態(tài),可以將分割和裂縫的巖石進行連接,并且向洞壁內(nèi)部噴射混凝土,這樣可以在一定程度上增加巖石整體的凝聚力,避免在施工期間,巖石出現(xiàn)松動的情況。同時,利用噴射混凝土施工方式,可以促使巖石表面形成良好的抗力,避免出現(xiàn)隧道內(nèi)部坍塌的現(xiàn)象。但是,在施工期間,為了保證良好的施工效果,還需要將其他支護施工技術(shù)與噴射混凝土相互結(jié)合,從而實現(xiàn)良好的支護效果。
在路橋隧道工程開挖施工期間,經(jīng)常會給巖體結(jié)構(gòu)造成一定的影響,造成巖體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形的現(xiàn)象,這時利用錨桿支護方式,可以有效保證隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,需要將錨桿打入巖體結(jié)構(gòu)內(nèi)部,通過錨桿向巖體施加反向力,這樣可以使巖體原本應力進行轉(zhuǎn)化,增強巖體的堅固性。同時,對于一些松動較為嚴重的施工區(qū)域,可以利用錨桿施工方案,對巖體的松動性進行有效的控制,避免帶來安全隱患[8]。另外,錨桿支護可以對巖體的變形進行控制,從而起到很好的加固作用,促使巖石與錨桿形成一個整體,提升周圍巖層的穩(wěn)定性和安全性。
鋼筋網(wǎng)支護主要是利用鋼筋網(wǎng)對巖體進行加固,并且可以與錨桿支護相互配合使用,從而保證路橋隧道工程開挖支護施工的效果。
另外,在施工時,采用鋼筋網(wǎng)進行支護施工,可以有效提升巖體的強度,并且在開挖面安裝鋼筋網(wǎng),可以起到很好的支撐作用。同時,在施工期間,對于一些巖體性能較差的施工區(qū)域,可以與噴射混凝土施工方式相互結(jié)合,將混凝土均勻噴射到鋼筋網(wǎng)的表面,從而提升巖體的穩(wěn)定性。
鋼支撐支護的效果是由自身結(jié)構(gòu)的強度所決定,通過利用鋼支撐提高巖體的穩(wěn)定性,避免出現(xiàn)變形的現(xiàn)象。同時,在路橋隧道工程開挖施工完成以后,需要結(jié)合實際情況,安裝鋼支撐支護,安裝位置要結(jié)合施工方案確定,以此保障良好的支撐效果[9]。鋼支撐支護主要分為:柵格鋼架和工字鋼兩種支撐結(jié)構(gòu),在施工期間,為了保證自身強度達到相關(guān)標準,還可以與其他支護方式相互結(jié)合,例如:噴射混凝土、錨桿支護和鋼筋網(wǎng),以此實現(xiàn)預期的施工效果。
其一,在路橋隧道工程開挖施工之前,需要對施工區(qū)域進行勘查,做好初步調(diào)查工作,并且做好施工方案交底工作,避免因為施工人員不了解,引發(fā)施工問題。同時,需要做好施工方案、施工材料等方面審核工作,確保各個方面都符合相關(guān)施工要求。
其二,每天派遣專門的管理人員到路橋隧道工程開挖施工現(xiàn)場,進行檢查和調(diào)查,這樣可以及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。同時,需要在路橋隧道工程開挖施工區(qū)域設置監(jiān)控系統(tǒng),做到24h 無死角監(jiān)督與管理,這樣可以對施工狀態(tài)進行實時掌控,做好相應的調(diào)整工作,避免給路橋隧道工程開挖施工質(zhì)量造成影響。
其三,在路橋隧道工程開挖施工期間,一定要避免對周圍巖層造成較大的影響,并且根據(jù)實際情況,可以利用較小的開挖和掘進施工方式,確保施工符合相關(guān)標準。同時,需要根據(jù)施工區(qū)域圍巖地質(zhì),合理設定圍巖層斷面尺寸,合理選用開挖方式,對路橋隧道工程開挖施工進行優(yōu)化,實現(xiàn)良好的施工效果。
綜上所述,路橋隧道工程施工與普通施工工程有著很大區(qū)別,在施工期間,不僅施工環(huán)境較為復雜,施工難度也較大,存在諸多不安全影響因素,施工安全事故產(chǎn)生的可能性極大。同時,開挖支護作為路橋隧道工程施工基礎(chǔ),所以在施工期間,必須注重開挖支護,對施工工具和施工技術(shù)要點等進行全面了解,結(jié)合實際情況,合理展開路橋隧道工程開挖支護施工,從而保證良好的施工效果,也為后續(xù)施工提供安全、穩(wěn)定的環(huán)境,減少或者避免施工安全事故產(chǎn)生的可能性,促使各項施工工序有條不紊地展開,實現(xiàn)預期的工程施工效果。