高速公路隧道施工中的超前支护技术

高速公路隧道施工中的超前支护技术
摘要：为解决高速公路建设难题，切实保障高速公路隧道整体稳定性，本文
将以高速公路隧道施工为例，围绕超前支护技术展开研究，在详细讲解超前支护
技术概述后，提出超前支护技术在高速公路隧道施工中的具体应用方法，为类似
隧道工程建设提供参考。

关键词：高速公路；隧道施工；超前支护技术；概述与应用
引言：隧道施工是高速公路中的核心内容，由于施工环境复杂，极易受到地
质条件、岩层强度、自然环境等因素影响，并且时常伴随着坍塌、瓦斯泄漏等风险，使得围岩失稳概率陡然增大，这就需要充分运用超前支护技术，以此来保证
围岩强度与稳定性，防止处理不当，使围岩承载力不足而出现塌方事故。

对此，
作为公路建设从业者的我们，要深度解读超强支护技术，正确区分其与常规支护
技术的区别所在，将其灵活在高速公路隧道施工过程中，充分发挥技术应用价值，促进整个工程项目的顺利建设，这在提高隧道施工效率，保障高速公路通车安全
中有着重要的现实意义。

1、超前支护技术概述分析
超前支护是为保证隧道工程开挖面稳定性，所采用的超前于掌子面开挖的辅
助措施，通俗来讲便是在隧道施工前期，对围岩进行预处理，目前常用的技术方
法有：管棚支撑、导向墙支撑、超前小导管支护、超早期小管道注浆支撑等。

在
高速公路隧道工程中，超前支护施工技术的应用频率相对较高，是一项专业性较
强的工作，涉及多个技术领域，能够保证支护每个环节能够更好满足支护需要，
提升支护稳定性，促进隧道施工得以顺利进行，为高速公路隧道工程建设提供良
好支撑。

在高速公路隧道施工中应用超前支护技术，采取“先支护，后施工”的
操作流程，能够逐步提高施工现场安全系数，有效消除隧道施工中所产生的安全
风险，实现对土方沉陷等现象的有效规避，营造良好的施工作业环境，为高速公
路隧道施工建设提供可靠的技术保障【1】。

施工单位在应用超前支护施工技术时，
要对该技术的优势与缺点有更充分的了解，确保在隧道建设中合理引入超前支护
技术，以促进高速公路隧道工程保质保量地建成。

2、高速公路隧道施工中的超前支护技术应用
2.1隧道洞口开挖支护
在隧道洞口施工中应用超前支护技术，应严格按照设计要求，详细制定斜坡、明洞等关键环节的施工计划，先在洞口上凿出一条轮廓线，并将排水孔、截水沟
等安装在洞口中，以此来控制雨水对坡面的冲刷。

在开口位置，土方开挖应采取“由上至下”的方式来进行，合理选择挖掘机械，结合土壤特性与岩石坚硬程度，确定开挖操作模式，以此来保证实际挖掘效率。

当面对过于坚硬的岩石时，挖掘
操作具有一定难度，此时应借助爆破技术，这样能够使施工质量与效率得到双重
保障。

洞口开挖是隧道施工中的重要工程项目，对隧道开挖质量产生直接影响，
开挖期间要认真遵循技术规范，不得出现违规操作。

2.2导向墙施工技术
导向墙施工主要指在隧道口处引导隧道方向的拱墙，通常需要在隧道口中打
管棚的，才会进行导向墙设计，其目的便是隧道坍塌，管棚中预埋的导向管，将
作为管棚施工的指导方向【2】。

在导向墙施工操作前期，应认真做好准备工作，
在导向墙拱脚外侧进行浆砌片填筑，以此来保证导向墙基础的稳定与可靠性，期
间要加强对地基承载能力的监测控制，不得低于0.3MPa。

针对外管棚的搭建处理，需要坚持以导向墙为基础，严格规范作业流程，保证管棚位置精准测量，有序进
行现场放样处理，严格控制隧道开挖线、管棚之间的距离，为后续管棚施工提供
便利。

在测量工作完成后，将设计图纸轴线作为重要参考，以此进行钢拱架的架
设处理，确定孔口数量，在拱圈处安装。

在此期间，要保证钢管打入时的准确性，孔口套管直径应满足相关标准与施工需要，建议将管棚钢管作为重要参考，孔口
套管直径应控制在2～3cm中，在确定孔口套管的位置与周围距离后，有序进行
套拱模板安装工作。

在完成以上工序后，合理安排现场浇筑与合龙套拱的拱顶处理，适当采取临时支撑措施，避免导向墙位置下沉，浇筑完成后要在导向墙套拱
中覆盖土工布，做好为期一周的洒水养护，避免导向墙出现裂缝。

2.3小导管支护技术
小导管支护是指在软弱岩层中打入钢管，并在钢管上钻孔，然后再进行注浆，使浆液与周围软弱岩体固结，达到稳定的效果。

在导流管安装前期，首先需要进
行喷灌施工，加强喷注厚度控制，3～5cm为最佳，找准开挖面层、封闭加固开挖
面之间孔隙部位，进行现场喷水【3】。

在钻孔操作期间，操作钻机要按照开挖轮
廓线、外插角等方式有序钻进，然后操作风钻机顶进小管道，在该过程中产生的
振动和冲击效果，能够促进风钻的旋转并夹紧，以此来保障管道整体安全性。

为
进一步提高小导管支护技术水平，建议选用“先奇后偶”的操作方法，先是奇数
钢管，后是偶数钢管，在这样的顺序操作方法下，能够使灌浆数量与质量得到很
好保障，确保灌浆强度满足设计要求后，方可安排下一步的挖掘。

2.4管棚支护技术
管棚支护是超前支护中的常见技术类型，其应用原理便是为避免隧道、地下
硐室开挖中产生围岩松动，或者地表下沉现象，在开挖操作前期沿着开挖工作面
上部半断面，打入厚壁钢管，在地层中构筑的临时承载棚防护下，所采取的开挖
预支护方法。

该技术在隧道施工中应用比较普遍，在海底隧道、浅埋隧道、建筑
物下修建隧道等工程项目中均可适用，能够有效增强钢管刚度，在钢管内部设置
钢筋笼，压入混凝土并注入水泥浆，以此保证隧道工程施工的稳定性。

在管棚支
护技术应用期间，应加强对各钻孔的直径与距离控制，按照顺序为5～8mm；50cm，钻孔位置应选取梅花形方式进行交错分布，此时能够有效提升浆液渗透性。

认真
做好管棚定位工作，结合预先设定角度，借助顶驱潜孔锤，在岩层中钻进钻杆与
套管，当钻进深度达到设计标准后，方可停止钻进操作。

钻杆与套管的同时钻入，能够对孔洞起到很好的保护效果，防止后续钻杆提出后出现塌孔、涌水等不良情况。

2.5超前锚杆支护技术
第一，测量放样。

根据隧道开挖面中线与标高，进行开挖线路与轮廓的测绘，由此对锚杆孔位分布状况进行确定，设计要求与实际位置偏差应在50mm左右；
第二，钻孔操作。

操作风枪钻出尺寸、数量、位置适宜的孔洞，及时清理孔内杂
物，排空水分，保证洞内干燥整洁，且孔洞各项参数满足全部施工要求；第三，
超前锚杆安装【4】。

选择注浆管、灌浆管等方式，在锚杆孔内进行注浆操作，当
时间超出30mi后，需要及时对管道、灌浆管等采取润滑处理，保护管道处于正
常运行状态。

加强对注浆孔口的压力控制，不得超出0.4MPa，避免压力不足导致
浆液堆积在孔口，进而发生堵塞问题。

针对注浆管的插入深度，最佳范围在距离
孔洞底端的5～10cm，随着水泥浆液的不断注入，锚杆缓慢提出；第四，在锚杆
支护施工期间，现场搭接长度应不低于1m，以此保证搭接操作的稳定性，同时要
做好锚杆插入深度的控制，通常插入深度要高于设计图纸的长度。

3、结束语
综上所述，高速公路隧道工程不同于其他普通建设项目，施工现场环境复杂，对施工质量与工期要求严格，围岩受外界因素干扰比较明显，如果施工处理不当，将会降低围岩自身稳定性，进而出现稳定、沉降等弊端问题。

对此，施工单位要
充分结合隧道工程所在位置，结合施工现场环境与地质状况，适当引入超前支护
技术，严格规范隧道施工流程，为高速公路隧道施工营造安全、稳定的环境，逐
步提高工程整体质量与效率。

【参考文献】
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