大斷面黃土隧道施工方法分析

中鐵二十四局集團(tuán)南昌鐵路工程有限公司，江西 南昌 330002

0 引言

大斷面黃土隧道施工難度大，且不安全因素也比較多，一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，會威脅施工人員的生命健康。近年來，相關(guān)部門提高了對大斷面黃土隧道施工的重視力度，要求相關(guān)人員進(jìn)行長期地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測，并提出有效的解決措施。

1 現(xiàn)階段黃土隧道的基本特性及危險性分析

1.1 容易出現(xiàn)陷穴問題

黃土隧道由于土層結(jié)構(gòu)特征，施工過程中有很多安全隱患，部分土層結(jié)構(gòu)松散，容易出現(xiàn)陷穴的情況。特別是在施工中，用到的設(shè)備比較多，在多個設(shè)備的共同作用下會破壞土層結(jié)構(gòu)，陷穴的幾率也比較大［1］。

1.2 黃土隧道土層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差

目前來看，黃土隧道土層一般以黃土為主，黃土相比于其他土層流動性更強(qiáng)，土層結(jié)構(gòu)也比較松散，在一些外力作用下容易松散。且黃土的自身的承重力比較弱，不滿足實(shí)際的施工要求，在挖掘過程中如果內(nèi)部出現(xiàn)空洞，很容易坍塌。

1.3 土體強(qiáng)度低

由于黃土自身材質(zhì)因素，含水量比較高，性質(zhì)不穩(wěn)定，在外界壓力影響下容易變形，對整個施工有很大影響，不利于為施工人員創(chuàng)造安全的施工環(huán)境。此外，土體強(qiáng)度低容易導(dǎo)致土體滑動，對于一些淺埋工程，危險性更大，嚴(yán)重情況下容易增大塌方幾率。

1.4 容易受施工因素的影響

大斷面黃土隧道施工施工過程中，黃土土體結(jié)構(gòu)容易在施工過程中容易由原先的平穩(wěn)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為不穩(wěn)定狀態(tài)，特別是開挖過程中，原來的土層結(jié)構(gòu)會受到影響，打破其最初的平衡，而且還從一定程度對土體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度造成影響，整個土體受力不均衡，增大了局部塌方的可能性。

1.5 容易受施工工藝的影響

大斷面黃土隧道施工容易受施工工藝的影響，大斷面黃土隧道施工過程中，部分單位未嚴(yán)格控制施工工藝，如噴腳不密實(shí)，超挖拱腳等，導(dǎo)致拱腳承載力下降。其次，大斷面黃土隧道施工鋼筋施工過程中，網(wǎng)布與圍巖未緊密貼合，加之噴漿等問題，導(dǎo)致網(wǎng)布出現(xiàn)很多空隙。

2 提高大斷面黃土隧道施工質(zhì)量的有效方法

2.1 雙側(cè)壁施工變形控制

大斷面黃土隧道施工中頂部塌陷是需要重點(diǎn)解決的問題，頂部塌陷不僅影響整個施工進(jìn)度，而且對施工人員的生命健康造成嚴(yán)重威脅。對于這種問題，可通過雙側(cè)壁施工變形進(jìn)行控制，采用的施工方法為雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，具體操作為將導(dǎo)坑斷面分為三個部分，從左至右平均分為三個部分，每個部分再按照從小右上到下的方式等分為三個部分，開挖過程中能夠避免施工力不均勻造成坍塌的狀況，為施工人員創(chuàng)造更加安全的施工環(huán)境，提升整個巖體的穩(wěn)定性。應(yīng)用該施工技術(shù)能夠進(jìn)一步提升巖層的承重能力，起到收斂巖層的作用，隨著該技術(shù)的應(yīng)用，問題也逐漸凸顯出來，該技術(shù)施工容易使拱腳松弛，特別是在雙側(cè)壁到坑的施工階段，影響最大，也容易導(dǎo)致拱腳穩(wěn)定性變差，在外力因素下容易變形，增大了施工風(fēng)險。對于該問題，要集中施工，提高施工效率，盡量在短時間內(nèi)完成施工，提高施工效率，能夠從根本上縮短施工時間，也能避免長時間施工黃土以及混凝土材料暴露在陽光下，保持混凝土材料的性質(zhì)，同時還能增強(qiáng)土體強(qiáng)度。同時，嚴(yán)格控制混凝土噴射速度，盡量提高其密度，合理利用鋼拱架，降低土層的承重負(fù)擔(dān)，避免施工過程中施工工藝完成黃土層變形［2］。

2.2 單側(cè)壁施工變形控制

大斷面黃土隧道施工過程中，由于土層結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響，在外力因素下容易變形，對于這種情況，可借助單側(cè)壁施工對變形控制。對于大部分沉降問題都有良好的作用效果，該技術(shù)雖然不能從根本上提高對起落拱架的收斂效果，但能夠有效解決大部分沉降問題。該技術(shù)如控制不好容易增大臨時支撐拆除難度，拆除過程中發(fā)生沉降的幾率也比較大，對于該問題，要合理調(diào)控各個施工輔助工具的距離，特別是臨時支撐、掌子面、仰拱，合理控制其距離能夠提高施工效率，進(jìn)而有效控制收斂變形時間。同時還要提高永久支撐面的承重力，在施工過程中，要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整導(dǎo)坑開挖與地面的距離，通過調(diào)整間距使永久支撐面的受力分散，進(jìn)而提高其承重力，能夠有效解決沉降問題。

2.3 三臺階施工變形控制

大斷面黃土隧道施工過程中，三臺階施工變形控制也是常用的方法，在實(shí)際施工過程中，容易出現(xiàn)水平位置變化，而這種變化會增大拱頂沉降的幾率，與此同時，處于中部或者上部的臺階也會在水平方面產(chǎn)生較大位移，嚴(yán)重情況下會發(fā)生沉降，進(jìn)而使整個臺階變形。下部臺階位于最底層，穩(wěn)定性較前者好，水平位移也相對小。對于這種情況，開挖過程中，要合理控制導(dǎo)坑開挖間距，還要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整拱腳方位，從根本上提高上臺階的穩(wěn)定性，進(jìn)而還能有效控制器沉降幅度。同時，中、下臺階施工過程中，要合理控制支撐落腳的實(shí)際，要根據(jù)實(shí)際施工進(jìn)度隨時設(shè)置支撐架，保證鋼拱架腳的落實(shí)，也能提高中、下臺階的穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語

大斷面黃土隧道施工受很多因素的影響，如黃土自身性質(zhì)、施工因素、施工工藝等，在實(shí)際施工過程中，相關(guān)人員要進(jìn)行長期的地質(zhì)勘察，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件選擇合適的施工技術(shù)，根據(jù)實(shí)際情況不斷調(diào)整施工技術(shù)，創(chuàng)造安全的施工環(huán)境，全面提高施工質(zhì)量。