道路隧道工程施工中的超前支护施工技术

道路隧道工程施工中的超前支护施工技

术

摘要：随着城市交通的快速发展，道路隧道工程在城市交通系统中扮演着重要角色。为

确保道路隧道工程的安全和顺利施工，超前支护施工技术应运而生。本文将详细介绍道路隧

道工程施工中的超前支护施工技术，包括其定义、意义、主要施工方法以及实施过程中需要

注意的关键因素。

关键词：道路隧道工程；超前支护；施工技术

引言

道路隧道工程是连接城市交通网络的重要组成部分，但施工过程中面临着许多挑战，如

地质条件复杂、地下水位高、岩层稳定性差等，超前支护施工技术的引入能够提高隧道工程

施工的安全性和效率，减少对交通系统的影响。

1.超前支护施工技术的定义和意义

超前支护施工技术在道路隧道工程中具有重要的意义和作用，是一种先进的施工方法，

通过在隧道掘进的前方预先进行支护结构的施工，以确保隧道在施工过程中的稳定性和安全性。这种技术的主要目的是预防和避免地表下的土层坍塌、地下水涌入以及地质构造破坏等

不良情况的发生，从而保护工程师和工人的安全，减少隧道施工过程中的风险。

超前支护施工技术在隧道工程中的应用，可以显著提高工程的施工效率和安全性。在隧

道掘进的过程中，地质条件的复杂性是一个常见的挑战，可能存在各种不稳定的地质情况，

如软弱的土层、断层、裂隙等。如果不采取适当的支护措施，这些地质问题可能会导致隧道

的倒塌、塌方、地下水涌入以及地质构造的破坏，从而引发严重的安全事故。

超前支护施工技术的核心思想是在掘进面前方提前进行支护结构的施工，以有效地抵抗

地质力学作用和地下水压力，保持隧道的稳定。常见的超前支护施工技术包括预应力锚杆技术、喷射混凝土支护技术、岩锚网支护技术等。这些技术能够增加岩体的稳定性和承载能力，防止地层破裂和塌方；形成坚固的支护结构，抵御地层的压力和水涌入；增强地层的稳定性，防止岩层崩落和滑坡。

2.主要施工方法

2.1.预应力锚杆技术

预应力锚杆技术是超前支护施工技术中的一种重要方法，通过埋设预应力锚杆并施加预应力力量，旨在增强岩体的稳定性和承载能力，有效地防止地层破裂和塌方；在道路隧道工程中，地质条件常常具有复杂性和多变性。预应力锚杆技术通过在岩体中埋设钢筋锚杆，然后施加预先确定的预应力力量，可以改善岩体的力学性能和稳定性；施工过程中，钢筋被嵌入到岩体中，套管则用于传递预应力力量和保护锚杆。在钢筋锚杆安装完成后，通过液压或螺栓张紧装置施加预应力力量。预应力力量的施加使得锚杆受到拉伸，产生反向的压力，通过与岩体的摩擦和黏结作用，增加了岩体的内聚力和抗剪强度。

预应力锚杆技术的主要优点是：增强岩体的稳定性：预应力锚杆技术通过施加预应力力量，使岩体处于一种受压状态，有效地提高了岩体的内聚力和抗剪强度，增强了岩体的稳定性；通过预应力锚杆技术，岩体的承载能力得到增强，可以更好地承受隧道掘进过程中的地压力和水压力，减轻了岩体的变形和破裂；预应力锚杆技术的施加预应力力量可以有效地控制地层的应力分布，防止地层的破裂和塌方，确保隧道工程的稳定性和安全性。

2.2.喷射混凝土支护技术

在道路隧道工程的超前支护施工技术中，喷射混凝土支护技术是一种常用的方法。该技术通过利用高压喷射设备将混凝土喷射到地层表面，形成坚固的支护结构，以抵御地层的压力和水涌入，确保隧道工程的稳定和安全；喷射混凝土支护技术基于混凝土的优良性能，结合高压喷射设备的力量和控制能力，可以在隧道施工过程中形成一层坚固、致密的混凝土覆盖层。这种支护结构可以承受地层的压力和水压力，防止地层的塌方和水涌入，同时提供了较好的承载能力和稳定性，在喷射混凝土支护技术中，一般的施工过程包括以下几个步骤：

包括现场布置设备、准备混凝土材料、制定喷射方案等，在隧道掘进面前方的地层表面进行准备工作，确保表面平整、清洁，并修复局部缺陷；使用高压喷射设备将预先调配好的混凝土喷射到地层表面。喷射过程中，通过调整喷射设备的喷射压力和喷射速度，控制混凝土的流动性和喷射厚度，以形成均匀、致密的混凝土覆盖层；喷射完成后，混凝土需要进行适当的固化和养护，以确保其强度和稳定性的发展。

2.3.岩锚网支护技术

将金属锚网固定在地层表面，形成一个坚固的网状结构是一种常用的地层支护技术。这种技术通过将金属锚网牢固地固定在地层中，可以增强地层的稳定性，防止岩层的崩落和滑坡，从而确保隧道工程的安全性和可持续性，金属锚网支护技术的施工过程一般包括以下：

在隧道掘进面前方的地层表面进行准备工作，清除松散的土石和其他杂质，保持地层表面的平整度，将金属锚网铺设在地层表面，根据实际需要进行裁剪和连接，确保其覆盖整个地层，并留出锚固部分，金属锚网固定位置上预先开孔，通过钢筋锚杆等固定设备将金属锚网牢固地固定在地层中，形成一个坚固的网状结构。锚杆的长度和数量根据地层的条件和支护的要求来确定，通过专用的锚固设备，将锚杆与金属锚网连接，并施加适当的张拉力量，以增强金属锚网的牢固性和稳定性。

3.实施过程中的关键因素

3.1.地质勘察和预测

（1）地质调查：进行现场考察，收集地层岩石性质、地质构造、断裂裂隙、岩体坚固程度等信息。通过取样、观察、测量等方法，获取地质数据；（2）岩土力学试验：进行实验室试验，研究地层岩土力学性质，包括强度、变形特性、渗透性等参数。通过试验数据，评估地层的稳定性和承载能力；（3）地下水勘察：调查地下水位、水文地质条件，了解地下水对隧道施工和地层稳定性的影响。通过测量和采样，分析地下水化学成分、流量、渗透性等特征；（4）地质风险评估：根据地质数据和经验知识，分析可能存在的地质风险，如断层活动、岩层崩塌、地下水涌入等。评估这些风险对隧道工程稳定性的潜在影响；（5）数值模拟和预测：利用数值模拟软件，根据地质数据和参数，进行地下结构行为的模拟和预测。通过建立地下模型，评估地层变形、应力分布、水压等情况，为超前支护方案的制定提供可靠依据。

通过详细的地质勘察和预测，可以获得关于地下地质条件的准确信息，了解地层的力学性质、地下水情况以及潜在的地质风险。这些数据和信息为超前支护方案的制定提供了可靠的依据，包括选择合适的支护材料、确定支护结构的类型和参数，以及制定相应的施工工艺和安全措施。通过科学合理的超前支护方案，可以最大程度地预防地质灾害的发生，确保隧道工程的稳定性和安全性。

3.2.支护结构设计

根据地质勘察数据，对地下地质条件进行评估，包括地层岩石性质、岩层强度、断裂裂隙、地下水情况等。根据评估结果，判断地层的稳定性和可能存在的地质风险，为支护结构设计提供依据；考虑隧道使用期限、设计寿命、施工难度等因素，制定合理的设计目标；根