隧道钢拱架支护施工技术与应用研究

隧道钢拱架支护施工技术与应用研究

陶明亮

重庆市轨道交通（集团）有限公司

摘要：由于社会经济的不断进步，在很大程度上促进了建筑行业的发展，尤其是在城市轨道、高速铁路等建设当中，隧道的施工里程出现了递增的趋势。在进行隧道施工时，由于基岩地质条件的不同要采用钢拱支护来确保隧道整体工程的安全性和稳定性。这项技术看似简单，但若是实际施工时操作不当，就会导致钢拱架出现扭曲或是变形，使其失去其自身的稳定性，对于隧道的建设质量和安全会产生严重影响。

关键词：隧道；钢拱架；支护施工技术；应用

随着我国基础建设的投入不断加大,特别是高等级公路、高速铁路、城市管廊和城市轨道的建设过程中,隧道施工里程逐渐曾多。隧道工程施工过程中,对于不同基岩地质条件需要进行钢拱架骨架支护,保证隧道工程整体建设的安全。隧道钢拱架支护技术看似简单,实际上很容易出现钢拱架的扭曲和失稳,严重时影响隧道建设的安全和质量。到目前为止，最常见的隧道主体结构就是复合衬砌结构，并由初期支护和二次衬砌两部分组成。在初级支护的过程当中，主要的组成部分有钢拱架、钢筋网片、锚杆以及湿喷混凝土等，这也是承载隧道轮廓力量的主要结构。在对隧道建设时，要确保其具有长期性和稳定性，因此，在实际设计时，一定要对钢拱架的支护技术给予高度的重视，确保隧道整体的安全性和稳定性。

1隧道钢拱架支护概述

在进行隧道工程建设的过程中，最常见、应用最广泛的一种施工技术就是钢拱架支护技术。在实际建设时，为了能够加强隧道的稳定性和安全性，尤其是针对围岩，它的地质条件较差，这就需要对工程建设给予高度的关注。对隧道的顶部和周围实行有效的支护，不但能够最大程度确保建设人员的施工安全，而且还能为自身的人身安全提供有利保障，而且，还能使得隧道的整体建设质量得到提高。在对钢拱架进行建设时，最常用的钢拱架主要有工字钢钢拱架、U型钢钢拱架以及钢筋格栅钢拱架等。在具体施工建设时，钢拱架可以把自身的功能与作用充分的发挥出来，所以，在具体建设时，要从隧道工程的实际情况出发来对钢拱架进行选择和应用，这与隧道的整体施工进度和施工单位的整体形象有着密切的联系。所以，在实际建设时一定要对钢骨架支护施工技术给予高度的关注。

2隧道钢拱架支护建设的特点

在对隧道钢拱架进行建设时，要利用喷混凝土来使钢拱架的支撑作用得到最大程度的发挥，而且，在实际建设的过程中，还要对喷射混凝土进行补强，这样会使得隧道的强度增加，进而取得良好的建设效果。与此同时，在进行实际建设时，还要把钢拱架作为超前支护的一个支点，进而能够支撑起隧道的整体重量。另外，在实际建设时，要把锚杆和喷射混凝土的功能与作用有机结合，使其能够共同作用，发挥出更好的优势，这样才能使得隧道工程的支护建设取得良好的效果。

3隧道钢拱架支护施工的难点

在建设隧道工程的过程中，钢拱架的支护施工有着较大的难度，而且，隧道工程建设整体的安全性和稳固性也是由钢拱架整体的质量决定的。它的施工难点主要表现为以下两个方面：第一，在对隧道进行建设的过程中，钢拱架自身的尺寸、类型以及数量都各不相同，再加上企业资金成本的管控，在使用和生产时很难达到相关的建设标准和要求，钢拱架的材质也是优劣参半。第二，在实际建设时，相关的施工人员还会受到现场施工环境的影响，再加上他们自身的专业能力和素质较低，在实际测量和电焊时不能与相关的需求和标准相适应，这都是在实际建设的过程当中需要进行规避和克服的。

4隧道钢拱架支护施工当中存在的问题

第一，隧道钢拱架加工与相关规定不符。在建设隧道工程的过程中，隧道钢拱架加工与相关的施工标准不符，质量也不达标。在实际加工时，还会经常出现钢拱架变形的现象，同时，钢拱架整体弧度也不能与隧道工程的整体弧度相吻合，这就导致在连接的过程中由于不严实而出现较大的缝隙，这就会致使隧道整体质量的安全性和稳定性失去保障。在实际焊接时，由于技术人员专业性的缺乏，或是技术的不熟练等原因都会导致焊接不牢固，这也在一定程度上会影响钢拱架的整体质量。第二，隧道钢拱架的架设与相关规定不符。有关施工单位在应用钢拱架进行隧道支护的过程中，需要对其进行提前的架设，然而，在实际施工时却与相关的建设需求相违背，降低了工程整体的安全性和稳定性。通常表现在钢材质量较差，中线位置不对而出现较大误差，拱架的整体焊接质量也不良，不能在实际应用过程中把的功能与作用有效地利用起来。第三，隧道钢拱架拱背出现较大的缝隙。在建设隧道钢拱架的过程中，与隧道连接的位置由于焊接不牢会出现较大的缝隙，在后期的使用过程中也会导致隧道出现再生空间，降低了支护的作用，很容易发生坍塌事故。不但会降低整体建设的质量，还会使得隧道整体建设的安全性和稳定性失去保障。

5 提高隧道钢架支护施工的措施

首先，要对隧道钢拱架的加工进行严格控制。在实际加工的过程当中，要聘用专业人才对其进行加工处理，提高加工质量，使其与隧道施工要求相符。同时，还要对整体弧度进行有效设计，与隧道的整体建设弧度相吻合。焊接时也要进行满焊，提高整体质量。其次，要对隧道的钢拱架进行科学合理架设。在进行支护时，要与相关的建设需求相适应，进而促进工程整体稳定性和安全性的提升。严格把控钢材质量，提高焊接技术，进而把支护作用最大程度发挥出来。最后，对变形缝进行有效控制。在处理拱墙变形时，可以通过设置钢板节水盒对其进行调整，如果小于30cm，可以利用聚硫进行密封，然后利用填缝剂对缝隙进行填充处理。在仰拱的位置可以进行双层抗剪钢筋的设置，但要确保钢筋之间的间距至少50cm，再利用填缝剂对缝隙进行填充处理，这样，还能在很大程度上使得变形缝沉降的现象得到有效控制。

6 隧道钢拱架支护施工的应用

6.1隧道钢拱架的加工工作

若想使得钢拱架的整体支护质量得到提高，那么一定要对钢拱架的加工工作进行严格把控。在具体加工的过程中，首先就要选择合适的钢材材质。在对钢材进行选择时，要从隧道的实际建设需求出发，还要对对国家的相关建设准则进行综合全面的分析。设计图纸要和钢材的质量、型号、外观以及标志相符。与此同时，在进行实际加工时，要让专业的综合型人才来对其进行加工，为整体钢拱架加工质量的提升提供最大保障。另外，在具体加工的过程中，一定要与设计图纸以及相关的规定来对相应的建设工作进行规划，确保顺利进行，要依据实际需求来增加钢骨架的数量，这样才会提高隧道整体的承载能力。在制定完成后，要严格检验公共空间的整体建设布局和质量，一旦发现问题，要立即制定相应的解决措施，防止留下不必要的安全隐患。

6.2隧道钢拱架的架设工作

若想充分发挥钢拱架的整体支护作用，那么就要对隧道工程的钢拱架架设工作给予高度的重视。在进行实际建设之前，要对隧道开挖的规格有一个全面的掌握，并对各项数据有一个全方位的了解和掌握，这样才会使架设的钢拱架和隧道的实际施工情况相适应，从而把钢拱架的功能与作用最大程度发挥出来。在具体施工的过程中，要从全局着手，特别是对钢筋网片、锚杆和钢拱架之间的部位连接给予高度的重视，做好充足的准备工作。如果建设环境较为特殊，要先对钢拱架进行固定，然后再进行混凝土的喷射，可以采用增设锚杆的方法，进而提高钢拱架在隧道中的支护作用，达到预期的效果。所以，在进行隧道钢拱架架设过程中，要全面了解和掌握与隧道钢拱架架设相关的各项数据信息，为实际施工建设提供有力的数据支持。

6.3隧道钢拱架横向隔板建设工作

在建设隧道钢拱架的过程中，还要充分重视钢拱架的横向隔板建设工作。对钢拱架进行横向拓展，能够在很大程度上提升建设的整体强度，进而使得钢拱架的整体结构更加的安全和稳定。促进隧道钢拱架空间施能力和水平的提升，会使得隧道建设会取得更加良好的效果，而且，还能使得隧道工程建设的整体质量得到提高，更加的安全和稳定。

6.4隧道钢拱架翼缘宽度建设工作

在对隧道钢拱架进行建设的过程中，还要对钢拱架的翼缘宽度建设有一个全面的了解和掌握。在具体建设时，要确保其宽度在正常的规范值之内。若是条件允许，要把翼缘的整体宽度尽可能的缩小，这样才会提升隧道空间的整体承载力，进而提高它的安全性和稳定性。除此之外，还要依据相关规范来对材料的质量和规格进行合理选择，根据隧道工程建设的整体特点来进行相关工作的规划，这样，可以在很大程度上使得支护施工的难度得到降低。

7 结束语

综上所述，隧道初期支护中在不良地质段落增设钢拱架，可以有效提高湿喷混凝土强度，满足初期支护所需的抵抗力。保证隧道支护结构体系的稳定。隧道支护钢拱架的制作和安装技术、工艺等看似简单，但实际上很多质量事故发生都跟初期支护的钢拱架有关。拱架支护属于隧道隐蔽工程，需要施工单位、质检部门、监理单位、建设单位等进行严格验收和交接，确保不发生质量问题。在对隧道进行施工的过程当中，钢拱架的支护施工技术看似简单，然而事实上却和隧道的整体质量有着密切的联系。在隧道工程当中，拱架的支护是一种隐蔽工程，需要相关的施工单位、质检部门、建设单位等要对其进行严格的施工和验收，对质量进行严格把控，这样才能为人们的生命安全提供保障，推动隧道建设的良性发展。

参考文献：

[1]王雷.隧道钢拱架支护施工技术与应用[J].科学技术创新,2018(10):100-101.

[2]厉勤杰. 浅谈隧道钢拱架支护的施工要点[J]. 科技创新与应用, 2016(20):1.

[3]雷得鸿. 隧道钢拱架支护的施工要点分析[J]. 建筑工程技术与设计, 2016, 000(023):1056-1056.

[4]曲海锋, 朱合华, 黄成造,等. 隧道初期支护的钢拱架与钢格栅选择研究[J]. 地下空間與工程學報, 2007, 3.

[5]黎江.提高复杂环境下软岩隧道钢拱架安装质量的措施探讨[J].西部交通科技.2021(03).

[6]彭磊,陈庆明.高速公路隧道初期支护施工要点[J].运输经理世界.2021(07).

[7] 李景福.隧道初期支护施工技术分析[J].交通世界.2021(07).