黃土區公路隧道施工技術及安全分析

陳金升

山西交通控股集團有限公司大同南高速公路管理有限公司 山西大同 037400

1 項目背景

此公路隧道工程項目的全線長度是0.925km，采用的是雙向四車道，隧道的凈寬度是9.5m，設計的凈高度是6.75m。其中隧道的內部輪廓面采用的設計類型是三心圓標準斷面，選擇新奧法設計與施工。由于公路隧道現場屬于黃土地質條件，且地形尤為復雜，易發生濕陷現象。若是公路隧道頂部或是兩側部位黃土被雨水浸濕后，就可能發生土體不均勻下沉等現象，從而直接影響了隧道圍巖穩定性，嚴重時可能會引發隧道圍巖坍塌安全事故。本文結合黃土區公路隧道工程項目實際情況，綜合分析了隧道施工技術及安全控制。

2 施工技術

2.1 進洞支護

考慮到黃土區公路隧道現場的地質條件，其中洞口施工段必須嚴格貫徹“早進晚出”的核心原則，從洞口部位設置淺埋V級支護，且施工中需要提前貼壁進洞，針對進洞仰坡失穩現象的有效控制，可以采用下述幾項安全技術措施，具體是：①從洞頂部位建立截排水溝。通過詳細調查洞頂水系情況后確定水流量及走向，然后選擇合理位置建立截排水溝，以免地表水出現聚集與下滲現象，而山體地表中的沖溝與陷穴等應采用灰土實施回填處理，具體厚度是30cm[1]；②洞口防護。選擇新奧法進行施工，其中洞口位置必須提前封閉。在邊仰坡開挖施工結束后，需要選擇錨噴進行防護處理，從而增強邊仰坡的穩定性。錨噴施工采用的C15混凝土（厚度是15cm），錨噴次數是3次。然后采用錨桿（長度是2.5m，直徑φ=22mm）以1.0×1.0m的間隔距離呈現梅花樁方式進行布設，采用的鋼筋網具體規格是20cm×20cm，鋼筋直徑φ=8mm，同時相鄰鋼筋網之間的搭接應保證≥10cm，把鋼筋網以焊接的方式固定于錨桿的尾端[2]。此外，隧道洞口偏壓段應采用洞頂切坡與坡腳填土等處理方式，以控制平衡壓重；③明挖段施工。需要提前開挖超前管棚施工面，以控制明洞與洞口開挖施工過程中對管棚造成的影響。

2.2 掘進與支護施工

V級圍巖上臺階施工。在施工進洞之后，嚴格貫徹“短開挖、少擾動”的基本原則，合理優化施工工序，實現隧道精細化施工。針對隧道洞口淺埋與偏壓段應選擇超前管棚處理方式，以進一步提高土體強度，并對圍巖應力分布進行限制。具體施工階段需要設置鋼拱架支護，且將循環開挖進尺控制為0.5m。在超前支護達到預期強度規定要求后，隧道拱部應選擇環形開挖留核心土方式進行開挖施工，其中隧道掌子面中預留核心土長度應保證為5m，且與兩邊開挖輪廓相距2，0m，與拱部相距1.9m。在穿越淺埋段過后，需要實施循環進尺，結合設計方案內容及要求設置鋼拱架。當隧道開挖施工完成之后，要認真組織鋼拱架安裝施工，并噴射混凝土實施封閉支護處理。

噴錨支護。混凝土噴射施工中必須確保水泥、細集料的技術性能符合規定要求，采用級別是42.5的普通硅酸鹽水泥，同時中粗砂的細度模數應≥2.5mm，粗砂含水率應控制為5%至7%。而集料級配采用的為連續級配，選擇的速凝劑應確保初凝時間≤5min，終凝時間應≤10min，水泥材料與砂石質量比確定是1∶4。若是在黃土隧道施工階段發生了失穩現象，應選擇噴射混凝土封閉或是安裝錨桿等方式進行處理。

下臺階開挖與支護施工。在上臺階開挖5m后需要及時的進行掌子面支撐，并開挖核心土支撐。若是鋼拱架中拱部地基出現不均勻下沉現象，為了能夠有效控制初期支護形成較大的下沉量，就必須加強相應的防護處理。具體可以采用下述幾項防護措施：①當上半斷面初期支護達到穩定狀態之后，需要從上臺階鋼拱架的拱腳部位安裝縮腳錨桿，以防止拱架與圍巖出現變形或是下沉現象。鉆進施工后緊接著就要實施注漿操作，兩側按照等間距安裝錨桿（數量是5根）；②上臺階開挖施工中若是發生了坍塌路段，則應從鋼拱架位置安裝縱向連接托梁（數量是3道），以實現多榀架的均衡受力；③V級圍巖的下臺階需要根據錯開開挖順序實施，其中間隔距離應確保＞5m，禁止兩側邊墻對開式施工；④鋼拱架的接腿需要對正連緊，以免出現空隙，同時拱腳基礎必須確保穩定與牢固；⑤仰拱與二次襯砌需要合理組織施工，以確保結構封閉成環，防止拱頂出現下沉現象。

3 安全控制

3.1 制定安全管理體系

根據黃土區公路隧道項目實際狀況與施工要求，制定合理、可行的安全管理體系，以確保黃土隧道安全施工。根據黃土隧道項目特點，對施工中的潛在安全性事故進行預測，然后制定有效的防護措施與應對預案。同時，施工之前需要預測安全危險源，及時采取安全防護措施，以確保黃土隧道安全施工。

3.2 加強安全教育與檢查

為了能夠提升黃土隧道施工質量，防止出現安全性事故，就需要加大安全教育與檢查力度。黃土隧道施工之前，必須組織施工技術人員參加專業技術培訓與安全教育活動，并實施嚴格的安全與技術考核，然后選拔優秀人才負責施工。同時根據隧道施工安全管理基本規定要求，組織專業安全管理工作人員負責現場檢查，以便及時發現與解決潛在風險，確保黃土隧道施工安全。

3.3 第三方監控

為了能夠提高黃土公路隧道施工的安全性與效益性，需要合理引入第三方監控，從而確保黃土隧道施工效率與安全。針對黃土隧道施工各環節實施安全監測，以便及時了解隧道施工實際狀況，從而防止出現安全與質量問題。此外，為了能夠實現各項安全控制措施與管理工作的全面落實，引入的第三方監控單位必須加強監控管理，增強安全控制工作的實效性，切實提高隧道施工效果。

4 結語

文章根據黃土區公路隧道工程項目實際情況，綜合分析了隧道施工技術及安全控制措施。實踐表明，通過合理采用施工技術與嚴格落實安全控制措施，能夠有效確保黃土區公路隧道施工效果及安全。