黄土地质隧道施工技术要点控制

范肖哲

（河北省沙河市交通运输局，河北邢台 054100）

1 黄土地质隧道的施工特点

黄土地质多具有湿陷、脆弱的特点，承载力度、强度明显不足，甚至还有不可逆、非连续变形的情况，在遇到黄土潮湿的作业环境时，容易出现黄土土体软化、塌方、拱架掉落、下陷等问题。因此，黄土地质隧道施工过程中普遍存在施工环境复杂、施工工艺特殊的特点。加之黄土地质隧道通常处于地表（如图1）、埋藏浅显、地质复杂且破碎，因此，其开挖掘进是较为复杂的施工，且会经常遇到局部变形问题，加大了黄土隧道的施工难度。

图1 常见黄土隧道

黄土地质隧道施工需要各工序之间相互沟通协调、密切协作推进。因此，需要在隧道施工时结合工程实际情况，按照工程体系推进规范性操作，最大限度地掌握各施工阶段的施工要点，最终确保工程顺利完工。

2 黄土地质隧道工程施工技术

2.1 洞口施工技术分析

在挖掘隧道时，通常是在黄土峁梁位置开洞，常会遇到线位较高、坡面较陡等问题。施工前需要勘察洞口位置是否存在滑坡、浅埋等问题，为下一步建立高效排水系统提供解决措施。因此，需要采取相应的安全技术措施，包括以下方面：第一，当隧道洞口处存在滑坡情况时，需要及时判断具体原因，并对坡体稳定性能进行评估，同时结合现场实际情况采取安全管控措施；第二，当隧道洞口存在浅埋情况时，需要适当延长明洞长度；第三，当隧道洞口存在较大偏压情况时，可以采取支挡、减载、反压等措施，避免开挖隧道初期洞口出现变形或裂缝等问题。

2.2 洞口段施工技术分析

黄土地质隧道洞口段的施工对整体隧道所在山体的稳定性、整体性都有影响。为确保隧道施工在扰动状态下顺利推进，需要遵循稳步推进的施工理念。在进洞施工时，可以采取分台阶、分部开挖或者支护等方式进行，确保支护效果达到标准。此外，还需要确保掌子面处于规定距离之内，以便为后续仰拱施工提供保障。

2.3 洞体开挖施工技术分析

隧道施工中的洞体开挖是关键环节。在此环节中，最容易遇到湿陷、坍塌等安全问题。

2.3.1 开挖方式

在开挖隧道过程中，有多种开挖方式可供选择，如图2所示，在掘进过程中需时刻关注现场的施工情况。洞体开挖时必须确保台阶两侧同时推进，以此确保必要的安全距离和洞体的稳定性。

图2 隧道开挖方式

在开挖隧道洞体时，施工人员应与挖掘机械相互配合。采用机械挖掘时应预留厚度约20cm的修正面，随后由施工人员结合现场实际情况进行修正，使其最终成为标准断面，以此避免机械挖掘过程中出现一步到底而不能修正的情况。

2.3.2 严格控制超挖现象

在挖掘隧道洞体过程中，要密切观察、记录挖掘对围岩扰动情况的变化，最大限度降低机械扰动土体的程度，确保挖掘工作顺利进行。此外，要避免机械多挖、超挖，一旦遇到此类现象要尽快采取喷射混凝土等方式填平。

2.3.3 严格控制拱架安装、锁脚注浆

在挖掘隧道洞体过程中，要高度重视拱架落底支撑和锁脚注浆施工。

通常情况下，黄土土质的强度和稳定性较弱，在安装拱架或喷混凝土作业过程中经常会遇到拱架下陷、移位等问题，危及隧道稳定性，影响台阶拱架连接，严重时会发生拱架连接不紧密、不稳定或鼓包等问题，最终形成安全隐患。

在施工过程中，由于作业面狭窄，施工设备在作业过程中空间有限，致使锁脚安装受到约束，降低了锁脚承载拱架的作用。此外，由于黄土紧密性的影响，还容易出现锁脚暴露在外的情况，降低了锁脚的承载性能。因此，为预防这些问题的出现，在安装拱架时，应在具体位置上增设较大截面混凝土或钢板，提高支垫作用，便于锁脚位置不受限制，进而增加锁脚支撑能力，确保拱架稳定，防止锁架下陷、偏移。

2.3.4 严格控制隧道防水排水

在黄土隧道工程施工中，引水、排水、防水等各个环节都容易出现问题。例如拱底积水、拱底裂缝、二衬漏水等都是明显的安全隐患，容易对隧道施工造成安全风险，影响工程施工质量。因此，在隧道防排水作业时，要明确防排水系统建设，严格检查各个连接处的排水流量和效果，采取科学合理的技术措施，强化拱底压缩紧实程度，杜绝黄土松散造成的隐患。此外，还可以采取在隧道中心设置排水沟和在拱底位置增设排水盲沟的方法，严格控制接触面的坡度、平整度，进一步提升排水效果。

2.3.5 合理安排隧道施工工序与监控量测

在黄土地质隧道施工中，采用高压旋喷桩、钢管桩等措施，加固整个拱底或拱脚部分，可以提高其承载力。根据隧道开挖工序的要求，采取拱底加固措施，必然会延长成环时间，增加安全风险，因此，施工时必须短进尺施工，根据各工序的施工时间调整挖掘长度，为后续工作预留时间。开挖量越大，风险越大，因此不得盲目开挖。

以往由于各种原因，对黄土地质隧道工程主要控制方法的监控和量测重视程度不足，断面和量测频率难以满足要求，还存在较大的改进空间。监控量测是保证施工安全的重要措施，现场施工必须按要求进行，坚持多观察、多观测、多进行数据比对的原则，及时形成现场施工指导意见，以避免因延误而引起的安全问题。

2.4 严格控制附属洞室施工

附属洞室的施工重点是初期防护，此时不应同时推进二衬施工。为避免隧道施工结束以后附属洞室顶部出现裂纹危及整个洞体安全的问题，需要及时检查和控制安全技术。

3 黄土地质隧道施工安全问题的管控分析

3.1 建立健全管理体系

为更好地管理和控制黄土地质隧道的安全问题，应建立一个相对完善的管理体系，在施工过程中正确把握整个工程的施工特点和细节。各施工单位应充分考虑隧道工程的实际施工特点，对工程施工各阶段可能存在的潜在问题和事故隐患进行详细、全面的排查。针对项目可能存在的重大危险源，制定精准的识别应对方案，相关施工人员还应熟悉具体的识别管理方法，以便更有效、更顺利地管理施工安全。

3.2 开展第三方监测

为提高整个黄土地质隧道的安全运行效率和质量，开展第三方监测是非常重要的，也是整个工程的安全保障。对黄土地质隧道进行监测尤为重要，只有将监测工作贯穿于整个施工过程中，才能最大限度地把握工程各阶段的实际施工情况，发现可能存在的质量问题和安全隐患。

3.3 认真落实现场安全管理

（1）管理人员应将管理要求传达给所有施工人员，使每个人都具有安全意识，一旦发现隐患要采取有效措施消除隐患。

（2）实施安全生产应充分利用各种物资储备，例如口罩、手电筒、消防设施和隧道照明设施。

（3）人的问题是安全管理的核心要素，要提高全体员工的安全意识，进行相关情况的培训教育。

（4）定期检查施工过程中的设备、管线、管路，结合不定期抽查，确保设备正常使用、管线正常维护、管路畅通。

（5）合理实施安全生产，合理调整生产进度和安全管理要求，不能忽视安全而片面追求施工进度。

4 结语

黄土地质隧道施工过程中，施工单位应严格执行洞口、洞口段、洞体以及附属洞室工程的安全技术控制。加强工程安全管理，最大限度地提高施工整体质量和效率，确保黄土地质隧道在规定时间内顺利完工。为此，要制定科学有效的施工安全控制措施，最大限度地降低安全风险，建立健全管理体系、开展第三方监控，以此提高黄土隧道工程的施工质量和经济效益。