黃土隧道施工中的安全控制要點(diǎn)及處置措施

張 震

（中鐵隧道局集團(tuán)路橋工程有限公司，天津 300308）

現(xiàn)如今，我國(guó)的道路交通基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，尤其是在中西部區(qū)域，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)勢(shì)頭日漸強(qiáng)烈。然而黃土高原地區(qū)溝壑縱橫，黃土隧道施工建設(shè)有較強(qiáng)的安全風(fēng)險(xiǎn)，一旦出現(xiàn)坍塌事故，往往損失巨大。相比之下，黃土隧道施工安全具備明顯的復(fù)雜性特點(diǎn)，施工管理人員需要合理控制隧道施工工序，嚴(yán)控隧道施工措施，加強(qiáng)安全管理工作的執(zhí)行。

1 黃土隧道

黃土的組成成分以顆粒為主，強(qiáng)度極低，而且在遇到水之后會(huì)出現(xiàn)軟化、失陷等情況。另外，黃土表層能夠展示出明顯的濕陷性特點(diǎn)，這對(duì)于工程建設(shè)的影響極大。黃土隧道施工開(kāi)挖時(shí)，會(huì)導(dǎo)致黃土層的大量擾動(dòng)，增加地表沉陷問(wèn)題的出現(xiàn)概率。黃土隧道地質(zhì)總的來(lái)說(shuō)，分新黃土和老黃土。一般來(lái)說(shuō)，新黃土?xí)采w在老黃土上方以及洞口地段，結(jié)構(gòu)松散，濕陷性強(qiáng)。老黃土顆粒間的孔隙容易受到地質(zhì)嚴(yán)密性積壓，降低整個(gè)土體的承載能力，還會(huì)增加塑性變形的出現(xiàn)概率，如果土體蠕變過(guò)大，也會(huì)增加塌方事故的出現(xiàn)概率。

更為重要的是，黃土土質(zhì)十分松軟，并不具備較高的承載能力，對(duì)于該種變形，能夠展示出明顯的突變性等特點(diǎn)。相比之下，黃土隧道在施工過(guò)程中存在很大風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在洞身支護(hù)狀態(tài)不足時(shí)，施工安全問(wèn)題出現(xiàn)概率也會(huì)進(jìn)一步提升。為此，施工管理人員應(yīng)提前做好應(yīng)對(duì)措施，以保證黃土隧道施工安全。

2 施工前的準(zhǔn)備及施工注意事項(xiàng)

2.1 施工前的準(zhǔn)備工作

在施工工作開(kāi)展之前，施工人員需要做的工作有圖紙審核、地形地貌復(fù)核、施工方案編制、施工技術(shù)交底等。在開(kāi)工之前，測(cè)量人員需要對(duì)隧道地處部位下的地形地貌進(jìn)行有效勘察，并做好勘察結(jié)果的統(tǒng)計(jì)工作。另外，施工人員還需要對(duì)施工圖紙進(jìn)行檢查和核對(duì)，確保其中存在的問(wèn)題能夠提前發(fā)現(xiàn)，并提前解決。在保證地質(zhì)與設(shè)計(jì)相符的前提下，編制黃土隧道施工方案，以及施工技術(shù)交底，保證作業(yè)人員熟練掌握黃土隧道施工關(guān)鍵控制措施和安全應(yīng)急措施。

2.2 施工注意事項(xiàng)

第一，施工過(guò)程中，如果出現(xiàn)了大面積停工，必須對(duì)開(kāi)挖掌子面進(jìn)行網(wǎng)噴支護(hù)，以確保掌子面處于穩(wěn)定狀態(tài)。除此之外，在停工期間，決不能停止對(duì)洞身的監(jiān)控測(cè)量工作。黃土隧道的監(jiān)控測(cè)量工作是確保施工安全的一項(xiàng)關(guān)鍵措施。

第二，水對(duì)黃土的影響極為明顯。為此，工作人員應(yīng)注重對(duì)排水系統(tǒng)的完善性設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)水軟化黃土，增加施工難度。

第三，從以往工程實(shí)踐過(guò)程中能夠看出，因?yàn)辄S土本身節(jié)理性的問(wèn)題，在施工過(guò)程中，黃土含水量可能得到進(jìn)一步提升，這也會(huì)導(dǎo)致圍巖強(qiáng)度受到影響。黃土地質(zhì)地表之中存在明顯的沖刷溝壑，新老黃土分界格外明顯，甚至還存在土石分界。而在該部分施工過(guò)程中，應(yīng)該與超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作全面結(jié)合在一起，制定出安全的防護(hù)措施。

3 黃土隧道施工中的安全控制要點(diǎn)及處置方法

3.1 洞口施工

在洞口施工前，要對(duì)洞口段的地形進(jìn)行檢查，看是否處于偏壓或者淺埋狀態(tài)，并將實(shí)際范圍標(biāo)識(shí)出來(lái)，同時(shí)，還要做好洞口排水系統(tǒng)的施工完善，以確保進(jìn)洞安全。一般來(lái)說(shuō)，黃土隧道洞口主要集中在黃土梁上，以橋隧、路隧相連狀態(tài)出現(xiàn)，自身線位較高，為后續(xù)施工的開(kāi)展增加了很大困難。值得注意的是，如果是在洞口之中開(kāi)展明洞或者是橋臺(tái)施工操作，施工人員還要對(duì)相關(guān)防護(hù)措施的實(shí)施進(jìn)行考慮。另外，如果是在較大偏壓下開(kāi)展洞口施工，減載和反壓工作的開(kāi)展顯得十分重要，可以有效避免后續(xù)出現(xiàn)支護(hù)開(kāi)裂等安全隱患。

對(duì)于淺埋段的洞口施工操作，施工人員需要重點(diǎn)考慮進(jìn)洞位置。一般情況下，最為常見(jiàn)的施工方式為“先縮后伸”，通過(guò)對(duì)明暗交界位置的調(diào)整，以適用實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)施工條件，確保明洞的有效延長(zhǎng)。

3.2 洞口段施工

在洞口段施工過(guò)程中，為了確保進(jìn)洞安全，在施工中需要遵循“管超前、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的原則。進(jìn)洞施工過(guò)程中，一般采用管棚超前支護(hù)措施加強(qiáng)洞口支護(hù)后，才開(kāi)始洞口段開(kāi)挖支護(hù)。洞口段施工要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)圖紙要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，快速完成開(kāi)挖支護(hù)封閉措施，以減少掌子面變形，同時(shí)，應(yīng)加快第一組襯砌的施工進(jìn)度，越早開(kāi)展二次襯砌工作，越能保證洞口段的施工安全。

3.3 洞身開(kāi)挖

首先，常用的施工工法有CRD法、中隔壁法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、臺(tái)階法等。目前施工中常見(jiàn)的當(dāng)屬臺(tái)階法開(kāi)挖，而對(duì)黃土隧道而言，主要采用三臺(tái)階七步開(kāi)挖法，輔以臨時(shí)仰拱、超前注漿等措施。三臺(tái)階法開(kāi)挖要嚴(yán)格控制循環(huán)進(jìn)尺以及臺(tái)階長(zhǎng)度。一般來(lái)說(shuō)，Ⅴ級(jí)圍巖每循環(huán)進(jìn)尺1榀，Ⅳ級(jí)圍巖每循環(huán)進(jìn)尺不超過(guò)2榀，臺(tái)階長(zhǎng)度一般控制在5～8 m為宜，仰拱初期支護(hù)要緊跟下臺(tái)階進(jìn)行封閉。

同時(shí)，黃土隧道要注意仰拱地基承載力的檢測(cè)，一般來(lái)說(shuō)，每隔一段距離就要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行地基承載力測(cè)試，在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，才能進(jìn)行處置封閉。對(duì)于設(shè)置軟基處理的地段，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行軟基處理，以確保地基承載力滿足要求，確保施工安全。

總之，無(wú)論采用何種開(kāi)挖方法，都要嚴(yán)格控制隧道超挖，減少對(duì)土體的擾動(dòng)，降低坍塌出現(xiàn)的可能性，在開(kāi)挖完成后盡快完成支護(hù)封閉工作，及時(shí)開(kāi)展監(jiān)控量測(cè)。施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)反饋及時(shí)調(diào)整支護(hù)措施，保證施工安全。

3.4 隧道二次襯砌

黃土隧道施工應(yīng)注重二次襯砌的施工組織，施工過(guò)程中，要嚴(yán)格控制二次襯砌與開(kāi)挖掌子面之間的距離，確保施工安全。部分黃土隧道常伴隨裂隙水發(fā)育，因此黃土隧道的防排水施工尤為重要。要重視防水板、止水帶、排水盲管等的施工質(zhì)量，從防排水材料的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)、施工過(guò)程技術(shù)要點(diǎn)控制、施工質(zhì)量驗(yàn)收等不同階段同時(shí)進(jìn)行質(zhì)量把控，保證施工質(zhì)量，確保施工安全。二次襯砌作為確保隧道施工安全的最后一道工序，黃土隧道多采用具備一定抗?jié)B功能的鋼筋混凝土進(jìn)行二次襯砌，目前的混凝土多采用拌和站集中生產(chǎn)，混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，混凝土輸送泵泵送進(jìn)二襯模板臺(tái)車，附著式或者插入式振搗器進(jìn)行振搗、脫模灑水養(yǎng)生的流程進(jìn)行施工。

一般來(lái)說(shuō)，在二次襯砌施工完成后，隧道施工安全得到大幅提升，安全風(fēng)險(xiǎn)明顯降低。

3.5 人員培訓(xùn)及應(yīng)急救援

施工過(guò)程中要加強(qiáng)人員培訓(xùn)，并從工序、施工方法控制上著手，強(qiáng)化管理人員的管理意識(shí)，從源頭上降低工程問(wèn)題的出現(xiàn)概率。為了維護(hù)施工任務(wù)的順利完成，還要提前做好突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，進(jìn)行救援演練，做到及時(shí)反饋、及時(shí)救援，將企業(yè)整體的抗風(fēng)險(xiǎn)能力提升，這也是維護(hù)工程建設(shè)安全的重要措施之一。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在黃土隧道施工操作過(guò)程中，為了將施工安全風(fēng)險(xiǎn)控制在最低水平，開(kāi)挖支護(hù)的施工組織尤為重要，同時(shí)要重視二次襯砌施工布局以及施工質(zhì)量的控制，讓各個(gè)工序能夠緊密連接在一起。想要將黃土隧道施工安全問(wèn)題解決，還需要保證工作人員能有一個(gè)良好的安全意識(shí)，從思想上保證施工安全。