湿陷性黄土地区铁路桥梁施工风险研究

徐伟

（中铁十二局集团第三工程有限公司 山西省太原市 030024）

0 前言

随着社会经济的不断发展，各行业的生产经营水平有了进一步提升，对于铁路桥梁施工企业而言提高施工效率，降低施工风险问题是提升企业竞争力的重要方式，在湿陷性黄土地区进行铁路桥梁建设时所需面对的施工风险较大，如何有效规避湿陷性黄土地区的建设施工风险问题是现阶段铁路桥梁建设企业应重点研究的课题。

1 湿陷性黄土地区铁路桥梁施工风险问题

1.1 地基湿陷

由于湿陷性黄土土质透水性强、孔隙多的特征对地面建筑施工项目的桩基建设带来了一定的风险问题。在天然湿度下，湿陷性地区土壤能够保有一定的强度，然而一旦湿度过高土壤的强度则会直线下降导致桩基的倾斜、沉降等问题出现，同时湿陷性黄土地区的湿陷变形较大，一旦出现湿陷则会造成土壤结构不可逆的变形，通常而言湿陷性黄土地区的湿陷变形分为压密变形、湿陷变形及固结变形三个阶段，任何阶段的变形都会对施工产生巨大影响，控制施工过程中的湿度和防水措施才能有效避免地基的湿陷沉降。

1.2 隧道变形

通常而言，隧道会受到侧向压力和垂直压力需要依靠隧道周围天然的岩石结构进行支撑，但在湿陷性黄土地区的隧道施工项目中，虽然隧道上方受到的压力较小但侧向压力较大会使得隧道口产生一定的变形。另一方面，在隧道施工过程中由于黄土岩石层杂碎石块较多，当掌子面推进时产生的碎石会极大的阻碍工程的建设效率，开挖进尺过大还会出现隧道变形塌方的情况，同时在黄土隧道施工建造过程中还应时刻监测洞顶的变化情况，这使得隧道工程的施工的工序增多项目施工变得更加复杂。

1.3 桩基不牢固

在湿陷性黄土中如果遭受水分浸润则会导致桩基发生侧位移和沉降变化，疏松的土壤与桩基产生的反向摩擦不仅增大了桩基竖向载荷，减小桩基承重范围，同时在桩基的偏移下原有地桩孔洞会加大桩基的牢固性无法得到保障。在土壤负摩擦和桩基孔洞间隙增大的影响下铁路桥梁施工项目变得更为困难，桩基不牢固对施工建设项目带来的风险问题通过对土壤环境进行改良可以得到一定程度的改善，但改良土壤环境使施工区域的湿陷性黄土结构发生变化需要投入更多的成本及耗费更多的工时，并且改良土层并不能有效降低土壤对桩基产生的负摩擦，湿陷性黄土地区桩基承载力低的问题仍然无法得到有效解决。

2 工程案例分析

2.1 工程概况

某客运专线路线铁路桥梁地处黄土丘陵地区，地势起伏较大，其中一座全长826m，桥位与河流斜交30度六级航道要求，桥跨采用5～30m简支梁和（40+60×2+40）m预应力连续混凝土梁，采用双壁钢围堰。起点桩号为K2+680.000，终点桩号为K3+506.000，共28跨。工程区域土质状况见表1。

该地区10～25m黄土状粉土地层湿陷程度属于中等～强烈，属于自重湿陷性黄土，等级为Ⅳ（很严重），其施工环境较为复杂、技术要求较高。在工程实际中，必须具备高度的风险管理意识，做好风险识别、评价与应对工作。采取了相应的施工风险识别流程，从收集铁路桥梁项目相关资料，到分析潜在风险因素，开展施工风险分类，列出铁路桥梁施工重大风险源清单。

表1 工程区域土质状况

2.2 湿陷性黄土地区铁路桥梁施工措施

面对湿陷性黄土地区铁路桥梁施工项目中存在的风险问题主要是从风险问题避让和风险问题缓解两种方式进行处理。在风险问题避让上主要是采用合理有效的施工管理控制方法，提高施工人员的建设水平和质量，使施工建设项目能够准确按照设计规范要求进行施工建设。在风险问题缓解上则是对现有的铁路桥梁施工技术进行优化改进，使施工方法更能贴合湿陷性黄土地区的项目施工。

2.2.1 调整泥浆制备

在湿陷性黄土地区30m以下的湿孔深孔钻探作业中一般采用泥浆护壁法来提升钻孔的质量避免土壤结构问题对施工项目带来的塌陷影响。而泥浆护壁法对于泥浆的制备不仅需要满足防止钻孔塌陷的质量保障，还需要避免泥浆黏稠对钻孔造成的堵塞问题，泥浆制备的比例需要根据建设项目的实际要求进行调整确定，在配置过程中需要添加一定的纯碱和纤维素避免泥浆黏稠度过高使得泥浆参数满足钻孔的质量要求的同时为正常的钻孔挖掘工作提供便利。

2.2.2 流砂层施工工艺

在湿陷性黄土地区的施工建设项目中，流砂层往往会对正常施工造成一定限制作用只有通过改良施工工艺才能使得铁路桥梁施工更加高效。根据实际的黄土地质情况在旋挖机钻进过程中填充一定的黏土、卵石等提高流砂层的土壤质量。在完成旋挖钻进作业后应对终孔进行全面的质量检测，并展开多次清理作业一方面是为了避免钻进过程中流砂层砂石对后期的建设作业产生影响，另一方面则是为了提高泥浆护壁的质量避免细小砂石破坏泥浆原有的配置比例，在检测过程中也应对pH值低的泥浆中加入一定的纯碱来使pH值获得提升达到流砂层水化作用。流砂层的施工工艺改善可以提高钻井的质量，也能提高隧道的承载力。

2.2.3 风险评价

湿陷性黄土地区的铁路桥梁施工工作的有效开展需要依靠现场管理控制人员风险评价工作的科学开展来实现。决策树法是一种较为科学的风险评价方法，可以通过列举湿陷性黄土地区建设项目中的风险点并通过损益值计算来合理预测风险事件发生的概率，进而做好预先的防范规避措施。风险评价工作还应围绕着铁路桥梁施工项目内容开展，对每项施工展开追踪调查规范化施工人员的操作，做好每一项目的施工评价从而使建筑工程项目的质量得到可靠保障。风险评价工作更要求管理人员在建设项目中的全程参与，通过对建设项目的精细化管理才能保障铁路桥梁的建设质量。

3 总结

综上所述，湿陷性黄土地区铁路桥梁的施工风险主要是由于湿陷性土壤环境疏松，受水沉降所导致的。确保湿陷性黄土地区中施工项目的地基牢固，应采取更为科学的泥浆制备比例、更为先进的施工工艺及风险评价方法进行规避和缓解风险。