高速公路隧道超前支护技术的应用

高速公路隧道超前支护技术的应用

王士友

中交一公局第六工程有限公司 天津 300000

摘要：结合实际，以超前支护技术为研究背景，对高速公路隧道工程施工中超前支护技术的实践要点进行解析。首先对该项工程的背景与施工难点进行分析，而后在阐述超前支护的优点的同时，深入的探讨了超前支护技术在高速公路隧道工程的操作方式进行解析。

关键词：高速公路；隧道施工；超前支护；技术应用

引言

对于高速公路隧道工程项目来说，在具体施工的阶段通常会碰到一些条件不好的区域，因此，为了提升隧道工程的质量与安全性，对隧道超前支护技术进行分析，探寻出技术要点，对隧道工程项目的开展有积极作用。

1工程概况

某高速公路隧道工程位于地势险恶区域，该隧道工程7km，由于面临的地质环境恶劣，其中线最高位置与最低位置存在1117m的相差，该地质起伏交高，坡体自然坡度为＞25°，最陡处达60°。为了提升隧道工程的安全性与质量，该工程在施工中采用了超前支护技术，如下对该技术的应用进行分析，

2施工难点分析

（1）施工通风

该工程隧道的独头掘进长度达到了6.2km，而采取何种措施将洞内的通风问题解决是非常关键的一项问题。

（2）施工排水

该工程的左右线路都是反破类型排水，集水井的设置与排水管路的设置是非常关键的问题。

（3）岩爆处治

该工程隧道埋设深度大，Ⅲ级围岩较多，怎样控制爆破对施工造成的影响也是需要注意的问题。

（4）地下风机房

由于地下风机房的结构存在变化性，施工工序变化多，且施工面积小，存在施工难度大、使用时间长等特点，怎样合理的做好施工筹划、科学部署施工现场也是重点工作。

3超前支护的优点

（1）控制围岩出现松动问题，减少坍塌事故发生。该技术可以将隧洞的轮廓作为基础，形成一个稳定的结构，并且在梁拱效应施加的过程中，能够提供大量的支撑强度。

（2）削弱爆破对围岩带来的伤害。爆破事故环节，常见的方法是新奥施工方法。该方法的使用在一定的范围内灰出现大量的冲击波，但是通过该技术的使用后，可以在管棚结构下进行吸收，减少对周围围岩造成的影响。

（3）给施工区域奠定有利的是环境。

由于管棚的支撑强度大，当隧道存在坍塌问题时，管棚就会发挥作用将压力承载，就算管棚隧道破坏，但是也可以支撑一定的压力，同样可以保证整体工程的正常进行。

4超前支护与初期支护

该工程由于多数是V级围岩，所以在项目中采用的是小导管注浆预支护技；而针对Ⅳ级围岩施工区域，则采用锚杆预支护方式进行处理。

（1）超前小导管

开挖喷混凝土封面→周围布孔→钻孔操作→ 加工小导管→ 导管插入→ 准备浆液→ 浆液注射→ 开挖施工。

（2）施工方法

钻孔主要选择YT—28型号风动凿岩机操作，支护环节选择人工作业形式进行，采用焊接的方法小导管与钢架处理。注浆施工阶段，以泵送的方式施工，注浆压力管控在0.8MPa，

同时按照施工情况要求，对注浆参数进行合理调整。小导管前面部位以尖锥形进行，在后面部位采用Φ8mm钢筋进行加固，另外，在操作中，间隔15厘米的位置，设定一定的交错眼，孔规格为Φ8mm。

钻孔阶段，需要保证外插的角度在10-15°之间，当钻孔工序完成后，要把小导管插到孔洞的位置，该环节需要对其进行连接，从而使其形成一个有效的支护体系。

（3）超前锚杆

相对于破碎地层围岩来说，在注浆施工环节可能会出现过量注浆引起的围岩滑塌问题，故而，为了避免此种现象的发生，要选择隔孔钻进的形式开展工作。并且施工环节中浆液的停留时间不宜过久，需要随用随调。另外，针对止浆塞进入孔洞深度上一般控制在10cm为宜，并且在内部空气得到排除后，需要及时的采用快凝水泥砂浆对其进行处理，减少浆液的外流。

5超前支护施工技术的应用

施工之前需要按照施工方案的要求，做好施工现场的水准桩复核，另外，还需要对洞口的水准点进行确定，然后在进行后续的施工。

5.1导向墙的施作

施工环节，为了将导向墙整体工序质量提升，要将前期工作完善，在具体操作中，需要将砌片石导向墙拱脚外侧位置填筑，从而给后续工程的开展奠定基础。在实践阶段中，对于地基的承载力要控制为0.3MPa。

这主要是管棚的构建是在导向墙基础上构建的，所以，考虑到施工作业操作性，需要从管棚的实际出发做好相关的测量工作与放样施工。值得注意的是在该环节中，需要对管棚与隧道开挖的距离进行合理设计，以提升后续管棚施工的强度。当测量工序完毕后，结合设计方案的要求将钢拱架搭建，而后在周围设定相应的孔口套管。

操作中，为了将钢管打入的精度提升，要严格的对孔口套管的直径进行确定，也就是按照管棚的钢管材料为要求，相应的大于钢管的2-3cm，当精度得到控制后，则需要对其定位操作。而后即可进入套拱模板的安装，随后在进行混凝土浇筑施工，以实现套拱的合龙工序。值得注意的是，该过程很容易出现导向墙下沉的情况，所以需要采用临时支撑体系对其进行加固。

最后，在混凝土浇筑完毕后，要对导向墙套拱覆盖，一般来说，材料选择土工布，铺设后进入养生周期，时长7天，注意控制温差减少开裂情况出现。

5.2钻孔施工

在钻孔施工的环节中，需要注意控制以下几点内容：

①钻进环节按照“逐节钻进”的原则进行。在准备钻进之处，需要保证钻机处于低转速的状态，在达到岩层1m后的位置，即可适当的增加速度。在具体查找中，需要严格的控制钻孔的精度。

②做好钻孔质量把控。

在施工环节，需要在将混凝土喷射其中，使其成为止浆墙，一般来说厚度控制在15cm左右，通过这种方式能够减少后续的坍塌问题。由于钻机运行状态会受到环境影响，故而在实践过程中，要检测钻机的运行情况，特别是隧道区域容易出现坍塌的地方，要采用泥浆护臂的方式对其进行处理，减少夹钻的情况出现。

③做好清孔与验孔工作。扫孔环节宜采用岩芯钻杆的方式进行，并且对浮渣全面清理，而后在采用高压枪对孔道清理。最后详细的检查孔洞是否存在偏差问题，一般来说误差要控制在±50mm左右。

4.3注浆施工

施工环节为了减少隧道岩面出现漏浆情况，需要严格的按照超前支护施工的要求，对混凝土喷射的工作进行控制，一般来说，材料选择的是C25材料，在注浆时需要控制压力与速度，保证整体注浆的质量得到提高。

（1）严选注浆材料

对于材料的选择，通常采用的是固话收缩性好的材料，同时还需要按照隧道岩层的实际情况选择，同时还需要在结合水位地质条件的基础上进行选择。

（2）提升注浆施工工艺水平

在正式注浆之前，水泵试浆液工作与注水测试工作非常重要，因此，在隧道工程施工中，需要注重注浆工艺的操作水平，严格的按照浆液的参数要求与工艺要求开展作业，保证浆液扩散度与压力等方面参数满足隧道超前支护要求。

6结语

总的来说，在高速公路隧道项目开展的过程中，应用超前支护技术能够切实的将隧道施工存在的安全性问题与质量问题攻克。通过超前支护技术的实践，能将一个受力体系构建出来，增加了工程的稳定性。故而，在往后的研究中，需要加大力度对超前支护技术的应用情况进行研究，争取探寻出更加完美的支护方案，从而促进公路隧道工程的建设。

参考文献：

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