贵州交通职业技术学院 贵阳 550008
摘要：我们在大力建设公路隧道工程时也对开挖支护工作提岀了新要求，为更好的加深了解公路隧道工程开挖支护施工。公路隧道工程的支护工作具有无法替代的作用，并会对公路隧道工程施工产生重要影响，施工单位必须要加大重视程度。本篇文章主要讲述了了公路隧道工程开挖支护施工的常用方法以及施工要点，希望能为公路隧道工程做出贡献。
关键词：公路隧道工程；开挖支护；施工要点
隧道双拱支护施工在以往的施工中很少应用，而在特殊情况下双层拱架支护施工技术会起到较好的应用效果，此次研究将以汶川至马尔康二级改建公路工程为例，对双层拱架支护施工技术予以深入的探究，相关内容如下所述。
1工程概况
马尔康一号、二号隧道已于2010年相继开始施工。马尔康一号隧道汶川端掘进70米，马尔康端掘进220米;马尔康二号隧道汶川端掘进100米，马尔康端掘进300米;各洞口的初期支护紧跟掌子面，但仰拱和二次衬砌距掌子面较远。隧道围岩均为III、IV级，主要是千枚岩和泥炭岩。
本段路基左侧处于河道外侧的顶冲地段，杂谷脑河水流湍急。路基挡墙高约100m，其中高约50m的下部分为砼浇注，高约50m的上部分采用浆砌片石砌筑，挡墙外部基础部位设置有高约3.0m的砼护脚墙。河对岸为农田，距河岸约20m的地方为民居。现挡墙外部的砼护脚墙已发生倒塌，河水不断淘蚀挡墙基础。据现场管理人员介绍，现该处河水深度约为30m以上，挡墙基础下部河水淘蚀的水平深约2.0~30m。从现场观察，现路基中线及挡墙墙背部位附近出现长约800m的贯通性裂缝，裂缝宽约5~10cm，挡墙出现下沉外倾迹象。在距河面约25m高的部位，由于挡墙基础淘蚀造成墙身部位的砼出现长约100m的拉张性裂缝。现挡墙在河水的强烈淘蚀作用下，随时有坍塌的危险，进而可能造成路基发生垮塌。因此，为确保汶马公路的安全，急需对该处病害进行抢险处理。
该段落已进满30m左右，二次衬砌还未施作(二次衬砌落后掌子面100米)。
2处置方案及双层拱架支护要点
K200+380-K200+650段原设计Ⅲ级围岩，Ⅲ型衬砌。现场依据地质超前预测预报资料:“施工过程中应注意局部渗水及预防拱顶掉快等地质病害，建议在该段范围内按V级围岩要求支护施工。7月11日进行下一循环上半断面开挖至掌子面里程K200+613.2。尚来不及施工初期支护，晩8时，未支护段线路方向左侧拱腰处开始坍塌，塌渣90%以上是松散碎石粒，粒径3-4cm，其余为10-20cm的碎块石，伴随着塌渣有大股状地下水涌出，后逐渐减小。现场查看时塌腔已自稳塌渣方量约100m3，堆满上半断面。
加固未塌方地段:从小里程往塌方方向，首先用扇形竖向支撑加固开裂段初期支护(施工快速)，然后再用临时钢拱架加固。初期支护错台段如变形基本稳定，可采用加固措施;如变形加速，有塌方可能，不可强行加固，如有危险，应及时撤离施工人员。
在加固完成确保安全前提下，进行坍方体处理:用编织袋装弃碴码砌覆盖塌碴面，喷20cm厚砼封闭。打设钢花管对塌碴体进行注浆固结，漏浆处应进行封堵。施设泵送管和排气管，泵送C20砼回填塌腔。如图1所示。
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图1 塌方影响断面衬砌示意
初期支护错台侵限段，首先用HW150型钢拱架@80cm支护(嵌槽埋设)，然后拆除侵限初期支护，其余参数同原设计。见图2、图3。
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图2 钢架组合安装图
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图3 钢筋大样
双层拱架支护施工工艺流程：上断面开挖放线→实施开挖(严格控制开挖步距，以支护拱架间距+15~20cm为宜，保留核心土)→初喷封闭掌子面及开挖岩面(厚度不少于5cm)→上断面拱架地脚处理(确保拱架坐于基岩上，有超挖时采用枕木或钢板支垫)→钢拱架安装定位(垂直度满足要求，做到拱架不偏斜，不倾斜)→钢筋网片安装(紧贴岩面)→系统锚杆(施作一半数量，另一半在内层拱架支护后施工)和锁脚导管施工(斜向下45°施作，采用L型不小于φ22钢筋与拱架焊接)→拱架连接筋焊接→分层喷射混凝土→锁脚导管内灌筑砂浆→施作外层支护的同时，退后1榀或2榀拱架的距离同步施作内层支护(内层钢拱架与外层钢拱架对齐，并与先期施作的锁脚导管采用L型不小于22钢筋焊接，补打另一半的系统锚杆，钢筋网安装在内层拱架的内侧)。超前支护，进人下一循环施工。下断面与上断面掌子面保持3~5m的距离，左右两侧次第跟进，在保持与掌子面一定距离的同时，严禁在同一断面上左右下断面同时开挖施工，下断面向前推进时注意保留上下断面核心土的长度。下断面施工中外层支护钢拱架底脚高程比内层钢拱架底脚高程高30cm左右，利于仰拱拱架与外层支护钢拱架的顶接，同时保证内层钢拱架与仰拱钢拱架的压接。初支仰拱施工与下断面保持8~15m距离，次开挖长度不超过5m，全幅一次施工，利用仰拱栈桥保证交通畅通。
未塌方而初期支护开裂变形段的二次衬砌适当配筋予以加强。
变形段和坍方段施工二次衬砌后再继续往前开挖。
出口端:上半断面掌子面里程K201+600，围岩为薄层状千枚岩，地下水呈湿润状，千枚岩软化，手触挖动，属V级围岩。原设计K201+595K201+675段长80m为中风化板岩，按Ⅳ型衬砌施工。但施工至K201+603时，出现千枚岩，拱顶碎屑状千枚岩塌落，塌腔高度3m左右，当即改为V级围岩支护，HW150型钢拱架@60cm。咨询认为，K201+603~K201+600段按V级围岩施工是合理的。依据超前预测预报资料，暂定K201+603~K201+588段长15m按Ⅴ级施工，根据开挖揭露围岩实际状况调整其长度。
在上断面施工时内外两层支护的钢拱架采用同一半径制作，上断面的内层拱架底脚联接板的高程低于外层拱架底脚约25~30cm，避免上下断面的内外层拱架在同一断面上拼接。为便于下断面的外层拱架与上断面外层拱架的拼接操作，在上断面外层拱架喷混凝土前，对上断面拱架的底脚用散碎洞渣填埋约30cm，下断面开挖后该部分松散洞渣自然滑落，露出上断面拱架底脚，保证有一定的操作空间完成拱架拼接。
下断面的内层钢拱架在制作时应比外层钢拱架短50~60cm，安装时保证内层钢拱架底脚高程比外层钢拱架底脚高程高约30cm，这样内层钢拱架在仰拱施工前处于悬空状态，应采用枕木或水泥块进行支垫。仰拱钢拱架位于内层拱架地脚连接板下面，顶在外层拱架的翼板上，栓接并焊牢，与内层拱架地脚连接板的间隙采用钢板搜紧，并焊接牢固。
3实际效果
通过分析有较大残余构造应力的千枚岩地质隧道的变形特点，充分利用相关专家、业主、设计等方面的技术力量，经过反复研讨和方案对比，并在施工中不断修正完善方案的不足，形成了一套应对有较大残余构造应力的千枚岩地质的大变形隧道施工方案，为以后遇到类似地质的隧道提供了很好的借鉴，提供了一套成功的施工经验。
参考文献：
[1]彭瑶瑶;基于无人机的路桥病害检测方法研究[D];中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所);2017年。
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