大跨度黄土隧道施工技术探讨

大跨度黄土隧道施工技术探讨

在大跨度隧道的建设项目中，如果隧道的地基部分是黄土土质，由于受到黄土土质物理特性、构造以及水作用的相互影响与制约，很容易致使土体自承能力出现不足的问题。因此，对于大跨度的黄土隧道建设工程项目，做好施工技术的质量控制工作十分重要。文章主要探讨了大跨度黄土隧道工程项目的主要施工技术，以期提高黄土隧道工程的质量水平，促进国家基础建设工程的稳定发展。

标签：大跨度；黄土隧道；施工技术

前言

随着我国经济水平的不断提高，国家加大了各种基础性设施的建设力度，隧道工程建设项目也随之增加。隧道施工属于地下建设工程中的一种，施工单位需要严格按照隧道施工的相关规范及技术要求进行施工。对于隧道施工过程中出现的问题须立即整改，以避免或者减少隧道质量问题的产生。同时，为保证隧道工程的质量水平，建设、设计和监理等参建单位应做好对隧道施工单位施工技术的管控工作，最终实现隧道工程的经济和社会效益。

1 影响大跨度黄土隧道工程施工质量的因素

在隧道工程的施工过程中，很容易出现坍方的问题。其产生原因主要包括以下几点：（1）自然因素的影响：主要是指隧道工程建设区域的地质状态、受力情况和地下水的变化情况等。（2）人为因素的影响：具体包括隧道施工之前对建设区域的地质水文勘探工作的准备不够；设计存在不合理之处；施工时存在施工方法不当或者未按照要求实现支护强度等。（3）黄土地质强度的影响：隧道开挖前，在天然的应力作用下隧道内的土体会处于较为平衡的状态。开挖隧道时会破坏土体原本的平衡状态，由于黄土土质的强度较低，如果应力超过黄土自身的强度，土体则会形成一定程度的松动，最终导致塌方问题。因此，在处理坍方的问题时，应对小坍方的部分进行“先支后清”、对大坍方的部分进行“先棚后穿”以及“治坍需先治水”的基本原则。施工人员应采用注浆的方法对围岩进行加固，在隧道进出口的地段，则可使用超前小钢轨和小钢管实现加固坍体的效果。同时，一定切忌盲目清方，一旦破坏了隧道内岩石的暂时稳定性，很有可能出现更为严重的坍方事故。

2 黄土的特性

黄土的特性主要分为老黄土特性和新黄土特性两种，具体表现如下：（1）老黄土由于受到地质的严密积压，致使颗粒之间较大的孔隙不存在湿陷性，因而提高了老黄土的承载力；同时，由于埋藏较深，使得老黄土的含水率较高，通常可以实现15～40%。但是，其与隧道原始的地应力比较强度仍然偏低。因此，会出现塑性变形的情况。（2）新黄土通常覆盖于老黄土上层，厚度约为30-50m，同时具有质地均匀、低含水率（5-15%）、多孔、结构松散和容易形成软弱层等特

性。致使在受到隧道开挖的影响时，很容易导致塌方的问题[1]。

3 大跨度黄土隧道工程的施工技术

3.1 准备工作

为了保质保量的完成隧道施工工艺，一般情况下，在施工前相关单位应该仔细的勘察施工区域的自然条件、地质情况等。并进行详细记录和研究，在讨论后选择最优化的设计方案。如果隧道的施工风险比较高，则需要对其风险进行科学的评估。为保证隧道实现安全施工，需要编制相应的安全施工方案和风险防范方法，并在隧道开始施工前，完成安全施工的技术交底工作。

3.2 洞口的施工技术

隧道建设工程的洞口，通常在新黄土范围内。在天气干燥时，其强度比较高；在受到降水等影响下新黄土的土体会趋向饱和，致使塑形变形逐渐增大。尤其是经过多次干湿膨胀及收缩以后，新黄土的土体很容易产生裂隙，致使土体的强度明显降低，在受到大气降水的催化时，洞口部位就会出现塌陷或者滑坡等问题。因此，在进行进洞作业之前，应该先核对隧道洞口部位的浅埋、偏压及滑坡体的范围等情况。如果隧道处于新黄土的特软弱的围岩范围，且埋藏比较浅时，则需重新慎重的考虑进洞位置，以免造成不必要的安全事故。

3.3 隧道开挖的施工技术

在进行隧道开挖的施工环节，应重点注意以下几个方面：（1）在进行隧道开挖的环节，应使用二台阶法及三台阶的七步流程法进行开挖，通常需设置临时仰拱以对V级和V级加强的地段实现相应处理。隧道开挖方法主要使用的是短台阶法，为保证施工的安全性，对同一台阶两侧的施工应至少错开3-4m，且不允许对同一台阶的相同断面进行同时开挖。（2）在隧道开挖时，一定要做好各台阶循环进尺的控制工作。在进行单次开挖的循环进尺时，上台阶应该控制为1-2榀拱架，中台阶和下台阶应控制为2榀拱架。对台阶的施工长度，如果采用三台阶法应控制为5m，二台阶法则控制为10m，仰拱一次的开挖长度需控制在3m内。仰拱和二衬的步距均应严格按统一标准进行控制。此外，下台阶完成开挖后要立即进行仰拱混凝土的施工工序，再根据围岩的量测结果，进行二次衬砌[2]。（3）在完成黄土隧道开挖后，应该全面实施人机结合的开挖方式，严禁完全使用机械设备开挖[3]。在开挖的过程中，通常需预留出一定程度的开挖断面，然后再通过人工方式准确的开挖至标准断面。在开挖中，避免或者减少超挖的现象，应注意结合新、老黄土的特性进行施工，一旦超挖，应使用喷射砼填平。开挖完掌子面以后，应该预留核心土，以对掌子面及台阶底部出现的变形进行合理的约束。如果黄土隧道的底部为岩石，必须进行弱爆破，并及时封闭掌子面。

3.4 初期支护的施工技术

在隧道的初期支护环节，应严格按照设计要求进行初期支护，具体施工要求

如下：在完成隧道的开挖后，应立即开展初期支护并封闭成环；对于边墙部分，隧道开挖完成后应立即落底接长钢架的处理工作并封闭成环。同时，一定要控制好钢拱架的加工质量和连接工作；在对隧道围岩的分级出现争议时，通常按提高一级等级的方法进行处理，对于围岩的分级变化较频繁的情况，通常将围岩较差地段向围岩情况较好地段方向延伸5-10m。在隧道内施工时，如果断面出现突变，比如向正洞进行斜井开挖、设置通风机段或者隧道内开挖避车洞等情况下，通常需提高一个等级的围岩，同时设计单位应对支护参数进行相应调整。

3.5 隧道二衬的施工技术

在隧道施工中的偏压、浅埋、黄土隧道以及软弱围岩地段，二衬工作需要及时跟进，应尽量的缩短开挖与二衬工作的距离，才能有效缩短暴露时间。对特殊段落则应进行单工序施工，以保证施工质量达标。对于围岩较差的地段，在进行衬砌工作时应逐渐向围岩情况较好的地段延伸，延伸长度应控制在5-10m之间。

3.6 附属洞室和下锚段的施工技术

在进行隧道的附属洞室施工时，具体要求包括附属洞室的拱架须和其他部位一致；应该实现一次性完成安装并且落到底部；在进行混凝土喷射时，可采用隔离或者预留洞口位置的方式；小避车洞可在二衬施工完成时进行钢架割除做好防水工作，与二衬作业同时进行。此外，对于隧道施工中下锚段衬砌环节，应提前分析衬砌台车的适应性，使其正常运作以尽早完成衬砌。

4 结束语

综上所述，做好大跨度黄土隧道工程的质量管控工作十分必要。隧道工程施工质量的优劣，直接关系着人民的生命及财产安全。因此，做好大跨度黄土隧道工程的施工工艺十分关键。施工单位应该保证隧道施工过程中每一道施工工序的质量，尽量避免或者减少安全隐患问题的发生。同时，施工单位应注意不断提高隧道施工人员的技术水平，采用新技术、新设备和新工艺确保隧道工程可以保质保量地完成，进而促进隧道建设工程的可持续发展。

参考文献

[1]孟兆伟.大跨度黄土隧道安全施工应对措施[J].价值工程，2014，1（13）：116.

[2]樊东.大跨度黄土隧道施工技术探讨[J].科技资讯，2013，1（5）：53.

[3]杨巨武.大跨度黄土隧道施工技术[J].城市建设理论研究（电子版），2013，1（9）：2.