摘要：随着经济的不断增长，社会的不断进步，人们向往美好生活的需要变得更迫切。这就对我们的管理提出了更高的要求，如何保证黄土隧道作业现场的每一位工人的安全是我们面临的最大难题。黄土的地质因素，即黄土的工程特性（内因）和地质工程环境（诱因）对黄土隧道的稳定性起到主导作用。对工程建设影响很大，隧道施工中的安全控制是施工管控中的重点。本文介绍了黄土隧道施工中的洞口施工、洞体开挖、支护施工等工序中的安全控制要点，以期借鉴。
关键词：黄土；安全；隧道；开挖支护
引言
隧道本身施工过程就相对比较长，同时所处地质条件比较差，同时施工中安全工作和施工进度所遇到风险比较大，如果在不良地质条件中进行施工，会导致存在非常大得安全隐患，其中本文中探讨的就是黄土隧道工程，如果地质不良、气候水文条件差、工序失衡、监控量测不到位、施工技术及管理因素控制不当，很容易导致出现隧道坍塌事故。
1黄土隧道
黄土是第四纪干旱、半干旱气候条件下形成的一种特殊的大陆松散沉（堆）积物，以粉粒为主，包含细砂、粉土、粘粒等。黄土的特殊成因和物质组成，决定了黄土隧道围岩结构疏松，围岩差，通常被视为特殊类型的软弱围岩，故面隧道开挖后往往不能保持自稳，洞顶由于压力等作用下沉，并导致节理裂隙发展、拓展，密集分布于洞顶和拱脚。黄土隧道围岩黄土体一般处于非饱和状态，这种天然条件下的三相状态，使黄土内部产生较强的基质吸引力，与黄土的胶结力一起构成了黄土结构强度，有利于黄土隧道的稳定，也正是黄土的这种结构强度使得黄土窑洞能自稳。但结构强度随含水量的增加而迅速降低，土体很快由稳定状态转化为不稳定状态，造成塌方、跨塌等地质灾害。在黄土隧道洞体施工中，必须严格按照“短台阶、强支护、早成环、紧二衬”的原则进行。采取及时有效的支护措施是确保施工安全的关键。在黄土隧道施工中，进行的洞体断面开挖，不可避免形成了黄土层的扰动，塌方在支护缺陷的影响下就会形成。在高速公路建设中，黄土隧道施工中易发生洞内坍塌和地表沉陷等问题。新黄土一般覆盖在老黄土之上，呈松散结构状，垂直节理面上易形成竖向软弱层。老黄土颗粒间的孔隙经过地质严密积压而湿陷性一般较小。当穿越地层土体承载力与地应力相比较低，塑性变形特别容易发生，当土体蠕变过大时容易导致塌方的形成。黄土土质松软、承载力低，且黄土变形具有突变性、非连续性和不可逆性。黄土隧道施工风险非常大，特别是洞体支护不足时，出现施工安全问题就不可避免。做好黄土隧道施工中的安全控制，可有效确保隧道施工的安全管理。
2安全控制要点
2.1施工前准备
主要是要进行图纸核对及地质条件、地形地貌复核。在开工前，测量人员须记录对隧道地处部位地形地貌进行的详细勘察结果。相关人员细致进行施工图纸核对，保证存在的问题或疑问达到提前发现，提前解决的目的。
2.2洞口段施工
洞口段施工会造成一次山体整体性的扰动。为确保顺利进洞，须按照“稳扎稳打”原则进行施工。在进洞施工中，为有效提高管棚超前支护效果，分短台阶分部开挖进行支护，仰拱作业及时在掌子面施工一定距离后进行。对于洞口段设计有明洞的，明洞仰拱施工应首先施作完成后，须按设计要求在靠近洞口一定范围内的暗洞仰拱施工应迅速施作完毕。同时，当隧道掌子面按设计要求完成开挖支护一定距离后，须使用二次衬砌台车开始并完工洞口处第一组衬砌的施工。
2.3洞口施工
在进行洞口施工前，应先对洞口段是否处于偏压、浅埋或者滑坡范围内进行核对，还须注意进行洞口排水系统的完善有效。黄土隧道洞口大多处于黄土峁梁，桥隧相连，具有线位高、坡面陡的施工难题。且洞口地质条件复杂，围岩稳定性差，素有“进洞难”的说法。对于在洞口开展明洞和桥台施工困难的问题，须在设计中考虑采取多重有效的防护措施。当在存在较大偏压的洞口施工时，采取有效的减载和反压或支挡措施须予以考虑，以使得开挖后的初期支护开裂或变形有效避免。对于浅埋段的洞口施工，进洞位置须慎重考虑。一般使用“先缩后伸”的进洞方式较多，通过明暗交界部位的调整，根据施工现场的条件确保暗洞进洞后再及时施作明洞延长。对于需要在滑坡体内进行洞口开挖作业的，应先鉴定滑坡体的成因和稳定性，根据鉴定结果采取合适有效的处治措施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆进行洞口的边仰坡施工时，应严格按支护设计要求一次性支护到位，开挖作业自上而下一次到位。对于高边坡的开挖，可通过预留一定宽度的台阶来确保土体稳定。为应对突发性大雨，施工前需对洞口黄土陷穴和窑洞采空区进行仔细排查，严格按照设计要求进行处理，防止雨季地表水沿陷穴下渗影响隧道，引起坍塌破坏，此外还应设置截水沟等防排水设施。
2.4隧道二衬
及时进行二衬施工是降低塌方风险的一种有效手段。隧道洞体处于浅埋、偏压及沟谷地段时，为减少暴露时间，应将开挖面与二衬间距离尽量缩短。在二衬施工中，应将围岩较差段衬砌向较好段延伸5m～10m。
2.5洞体开挖
1）开挖方法。台阶法、三台阶七步开挖法和三台阶临时仰拱等是最常用的黄土隧道洞体开挖方法，应根据施工现场实际情况合理选择开挖方法。为确保洞体稳定，开挖台阶长度，应严格控制，结合监控量测信息，按照“动态设计，信息化施工”的理念合理调整，确保隧道结构稳定，施工安全。施工中须采用短台阶，对于同一台阶同一断面上出现同时开挖应严格禁止，要求同一台阶两侧开挖须错开一定距离。对于因围岩情况变化需要进行转换开挖方法的，须严格做好工艺转变中的安全质量控制，对掌子面及时进行封闭施工尤其重要。2）循环进尺和开挖步距。对各台阶的单次开挖循环进尺应进行严格的控制，上台阶按1榀～2榀拱架进行控制，中台阶及下台阶按2榀拱架以内进行控制。对于采用三台阶或二台阶法进行洞体开挖时，台阶长度分别按5m和10m进行控制。3）开挖方式。在隧道洞体开挖施工中，须采用人工配合机械的方式进行开挖。按设计要求进行机械开挖后，人工将预留的20cm～30cm开挖断面修面至标准断面。使用大型机械一次开挖到位应绝对予以禁止。4）控制超挖，杜绝支护缺陷。在黄土隧道洞体开挖过程中，应密切关注开挖对围岩的扰动，将机械对土体的扰动降至最低。还须进行开挖质量控制，严格控制超挖出现次数，及时进行欠挖的修整。为确保施工安全，对发现的一定程度的超挖应及时进行修整。一般使用喷射混凝土填平，对用弃碴或片石回填的应严格禁止。5）核心土。黄土隧道施工中，核心土具有隧道初期支护的效果，对约束掌子面和台阶底部的变形具有重要意义。应进行核心土留置长度和宽度控制。在隧道设计的考虑因素中，核心土大小不能仅通过作业台架的大小来考虑。6）初期支护。支护设计参数应依据“宁强勿弱”的原则进行，施工中应严格按设计要求进行相应的支护施工。隧道施工过程中应严格按照“短台阶、强支护、早成环、紧二衬”的原则进行，在隧道开挖后，须及时进行初期支护施作，及时封闭成环。对钢拱架成品做好出厂前的质量检测，严格杜绝质量缺陷。在钢拱架安装时，应设专人对钢架、锚杆等连接或锚固质量进行复核，重视边墙锚杆安装后的质量控制，对于腰部连接处质量应予以重点检控。7）浅埋地段处理。当隧道洞体穿过浅埋段时，在地形条件允许的前提下，采用地表处理法能有效确保施工作业安全。明挖、半明挖或盖挖法是最常用的地表处理办法。8）围岩变更。在洞体施工中，当存在围岩分级交替现象变化频繁时，应从围岩较差地段向较好段延伸5m～10m。大量的工程实践表明，施工断面突变是诱发塌方的一个重要因素，应给予重点关注断面突变的情况，提前调整支护参数。常见的断面突变有斜井向正洞开挖、下锚段开挖以及避车洞开挖等。9）超前地质预报和监控量测。进行超前地质预报及监控量测是降低施工安全风险的一种新技术手段。严格按设计要求开展超前地质预报和监控量测，及时进行数据分析和预测，用于指导和优化现场施工工序。
结语
综上所述，黄土隧道工程建设难度以及风险非常大，同时其中存在着非常大的安全隐患，在黄土工程施工中，所处环境非常复杂，因此在整个建设过程中，要对隧道工程安全工作进行管理和控制，对隧道中存在的问题进行预防和控制，保证施工人员生命安全，同时也对于黄土隧道工程质量提供了保障作用，对黄土隧道工程中事故发生情况最大程度降低。
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论文作者:陈辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/31
标签：黄土论文; 隧道论文; 洞口论文; 围岩论文; 台阶论文; 地质论文; 断面论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;