摘要：从黄土的特性开始分析，通过对黄土隧道施工各步骤的介绍，结合本项目施工过程中一些事故总结，对黄土隧道施工提出了一些应注意事项和事故处理方法。
关键词：黄土隧道；施工技术
一、黄土的地质特点分析
黄土是第四纪干旱、半干旱气候条件下形成的一种特殊土，基本色调是黄色，颗粒成分以粉粒为主，颗粒直径小于0.005mm，约占整个颗粒的50～75%，大于0.25mm的颗粒几乎没有，同时黄土层理不明显，具柱状节理，垂直节理发育，直立性强，有堆积间断的剥蚀面，黄土表层多具有湿陷性，容易产生潜在的剥蚀而形成坍穴。黄土地层一般分为老黄土和新黄土两大类。老黄土基本特性：老黄土由于其颗粒间的大孔隙多数经过地质的严密积压过程而不具有湿陷性，土体承载力较高，一般老黄土埋深较大，含水率比新黄土高，一般为15～40%，与隧道位置原始地应力相比，强度较低，容易发生屈服形成塑性区，即易发生塑性变形，可进行柔性支护和适度释放塑性变形，但是如果无支撑或者支护强度不足，会导致土体蠕变过大而形成塌方。因为老黄土的变形存在蠕变这个特性，且有一个较长的发展过程，所以即使隧道内初期支护短期内无收敛和变形，也应该及时施工二次衬砌。不过对于老黄土而言，土体含水量的大小对施工的影响很大，会直接影响围岩的稳定、施工开挖和初期支护的安全，尤其是影响初期变形量的一个重要指标。新黄土特性：新黄土一般覆盖在老黄土之上，厚度一般为30～50米，质地均匀，含水率较小，一般为5～15%，具有多孔性和垂直节理，有肉眼能看到的大孔隙，呈松散结构状态，密度较低，垂直节理面上因节理切割形成竖向的软弱层，软弱层之间粘聚力很小，多个软弱面互相切割，形成与周边围岩粘聚力很小的面状体，在下部隧道开挖过程中面状体容易塌落形成临空面，受开挖扰动和支护缺陷的影响，在自身重力的作用下形成塌方。同时由于新黄土地区的围岩应力释放快，即变形速度快，具有突然性，属于脆性破坏，所以现场施工中变形监测和控制尤为重要。
二、黄土公路隧道的施工问题
1.黄土隧道是否设系统锚杆问题。黄土隧道拱部系统锚杆作用如何，特别是浅埋隧道 拱部系统锚杆有无设置必要，近些年来也成为黄土隧道发 展的一个重点问题。目前而言主要存在两种主要看法：一 种看法认为，在钢架支护条件下黄土隧道中系统锚杆并没 有发挥出显著作用，因此不应设立；而另一种观点认为，系统锚杆对提高黄土隧道的稳定性具有明显作用，应当设 置。双方各持己见并都有相应的工程实际为依托，理由充 分，那么究竟是否设立系统锚杆，也存在着较为中立和客 观的观点，即系统锚杆应根据工程的实际情况见机而设，具体分析为深埋黄土隧道中，土体塑性区范围一般不大。对于浅埋隧道，由于隧道开挖后洞顶土体呈整体下沉趋 势，土体发生塑性变形，再考虑到黄土地层垂直节理发育 的特性，浅埋黄土隧道系统锚杆作用没有深埋隧道大，但 能否在设计中取消，需要视情况而定。
2.塌方及冒顶。通过文献及相关媒体报道收集了近年来黄土隧道的塌 方案例并进行分析，引起公路黄土隧道的塌方问题的因素 大致为不良地质状况、地下水不明以及施工方法不当等原 因。但是塌方与地形相关的概率最大，主要表现为洞顶或 隧址为深切地形或冲沟地貌更容易引起塌方。究其原因主 要是一方面深切地形或冲沟导致隧道纵向应力较大，隧道 支护结构强度不足而引发塌方；另一方面黄土自身表现出 的垂直裂隙也会使得在降水后坡面难以形成地表径流，造 成大量雨水下渗，聚集在土层中，使得可塑性黄土转变为 流塑状，土体强度降低，围岩稳定性下降，从而引发塌方 事故。
三、明、暗洞开挖的相关问题
重视开挖方法的科学性，选择好某一种开挖方式后，应严格按照步骤实施开挖，本文以三台阶七步法为例，其施工工序。细化施工工艺流程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆暗洞开挖的注意事项：①开挖过程中核心土的大小和长度一定要得到充分的保证。②施工过程中应切实减小上、下台阶施工相互的干扰，封闭成环要及时。③合理安排每道工序的进度，同时对每道工序的作业时间进行控制，保证施工的有序性，缩短循环作业工艺，同时开挖面土体的暴露时间也应得到合理的控制。
明洞工程。了保证施工安全，避免边仰坡水平位移和下沉，黄土隧道必须在暗洞二衬完成两模后退出洞外浇筑明洞，或先浇筑明洞；在雨季到来之前，必须完成明洞回填及洞门端墙施工。明洞的回填要与周围坡体协调融合，真正起到保护边仰坡稳定和可植树、种草、绿化的目的。
四、施工准备工作
隧道施工前，应做好现场调查和图纸核对工作。对黄土及多沟谷隧道应在较大范围内调查黄土陷穴及冲沟，寻找进水口、出水口，测量地表沟谷处隧道埋深。在进洞前应先行填平浅埋地段地表低洼处，对地表冲沟陷穴采取回填夯实封闭、改变地表集水流向等措施，将水排至隧道范围以外，防止雨水渗入土体，浸入围岩。隧道边仰坡开挖之前，要对地表、地形、地貌进行测量，内容包括隧道进出口段中轴线处地表纵断面、设计明暗洞交界处前后20m段落内横断面（每隔3～5m一个横断面，左右洞地表横断面连续绘制），并把隧道轮廓按比例绘制在纵、横断面图上，以利准确判定合适的进洞桩号。为保证仰坡的稳定，通常情况下要采用低仰坡进洞，避免大挖大刷。与隧道施工有影响的桥涵、支挡及路基工程应综合考虑，妥善安排，尽早完成。由于黄土隧道受震动后极易开裂，隧道一旦开始进洞作业，洞口附近的路基填筑不许采用强夯重夯、震动碾压等方法施工。黄土隧道在进洞10～15m后，通常会在地表或仰坡上产生裂缝。为应急需，在进洞作业之前衬砌台车的拼装、整修工作就要基本完成。针对黄土隧道开挖变形大、易开裂的特点，制定相应的应急预案，备全应急材料，及时阻止变形扩展。为此，必须事先制定好监控量测方案，准备好监控量测器材。施工单位必须编制隧道施工专项方案，并组织专家进行论证、审查。专项方案经企业技术负责人签字后报送监理工程师审查，监理工程师审查通过后方可组织实施。开工前要对所有施工人员进行各工序施工要点讲解和安全细则培训，并进行详细的安全、技术交底，内容必须具有针对性、指导性、预防性。
五、隧道施工
如果洞口段存在浅埋，则应慎重考虑进洞的位置，可采取“先缩后伸”的措施。即：浅埋段明做，调整明暗交界的位置，暗洞进洞后根据现场条件及时延长明洞。一般隧道进出口和明挖段交界处均设置超前大管棚支护，如位于新黄土内且浅埋时，因浅埋新黄土会在隧道开挖后自身形成沉降槽，当沉降过大后垂直节理面会发生错滑，则大管棚导向墙不但不能实现超前支护的作用，反而会因为自重和新黄土土体共同对洞口段初期支护造成负面压力，此时导向墙应特殊设计、施做。
结束语：
黄土隧道作为地下工程的安全施工关键点，在施工过程中，要加强施工各个环节的控制，严格按照软弱围岩施工要求，加强管理。更要时刻做好应对各种险情和突发事件的思想准备，除了加强组织管理和人员培训外，还应建立符合各自实际的应急救援体系并加强演练采取多种形式加强人员培训教育是杜绝和减少施工安全问题和施工质量隐患的一个重要手段，严格遵循“三级培训”流程，提高管理人员和施工作业人员的思想认识，真正做到及时反应和有效救援，降低施工风险。
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论文作者:莫锦健
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/8
标签：黄土论文; 隧道论文; 节理论文; 地表论文; 围岩论文; 塑性论文; 作业论文; 《基层建设》2019年第18期论文;