黃土區(qū)公路隧道施工技術(shù)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(shè)計的凈高度是6.75m。其中隧道的內(nèi)部輪廓面采用的設(shè)計類型是三心圓標準斷面，選擇新奧法設(shè)計與施工。由于公路隧道現(xiàn)場屬于黃土地質(zhì)條件，且地形尤為復(fù)雜，易發(fā)生濕陷現(xiàn)象。若是公路隧道頂部或是兩側(cè)部位黃土被雨水浸濕后，就可能發(fā)生土體不均勻下沉等現(xiàn)象，從而直接影響了隧道圍巖穩(wěn)定性，嚴重時可能會引發(fā)隧道圍巖坍塌安全事故。本文結(jié)合黃土區(qū)公路隧道工程項目實際情況，綜合分析了隧道施工技術(shù)及安全控制。

2 施工技術(shù)

2.1 進洞支護

考慮到黃土區(qū)公路隧道現(xiàn)場的地質(zhì)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(shè)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(wěn)現(xiàn)象的有效控制，可以采用下述幾項安全技術(shù)措施，具體是：①從洞頂部位建立截排水溝。通過詳細調(diào)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(xiàn)聚集與下滲現(xiàn)象，而山體地表中的沖溝與陷穴等應(yīng)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(jié)束后，需要選擇錨噴進行防護處理，從而增強邊仰坡的穩(wěn)定性。錨噴施工采用的C15混凝土（厚度是15cm），錨噴次數(shù)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(xiàn)梅花樁方式進行布設(shè)，采用的鋼筋網(wǎng)具體規(guī)格是20cm×20cm，鋼筋直徑φ=8mm，同時相鄰鋼筋網(wǎng)之間的搭接應(yīng)保證≥10cm，把鋼筋網(wǎng)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(yīng)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(yōu)化施工工序，實現(xiàn)隧道精細化施工。針對隧道洞口淺埋與偏壓段應(yīng)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(yīng)力分布進行限制。具體施工階段需要設(shè)置鋼拱架支護，且將循環(huán)開挖進尺控制為0.5m。在超前支護達到預(yù)期強度規(guī)定要求后，隧道拱部應(yīng)選擇環(huán)形開挖留核心土方式進行開挖施工，其中隧道掌子面中預(yù)留核心土長度應(yīng)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(huán)進尺，結(jié)合設(shè)計方案內(nèi)容及要求設(shè)置鋼拱架。當(dāng)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?；炷羾娚涫┕ぶ斜仨毚_保水泥、細集料的技術(shù)性能符合規(guī)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(shù)應(yīng)≥2.5mm，粗砂含水率應(yīng)控制為5%至7%。而集料級配采用的為連續(xù)級配，選擇的速凝劑應(yīng)確保初凝時間≤5min，終凝時間應(yīng)≤10min，水泥材料與砂石質(zhì)量比確定是1∶4。若是在黃土隧道施工階段發(fā)生了失穩(wěn)現(xiàn)象，應(yīng)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(xiàn)不均勻下沉現(xiàn)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(yīng)的防護處理。具體可以采用下述幾項防護措施：①當(dāng)上半斷面初期支護達到穩(wěn)定狀態(tài)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(xiàn)變形或是下沉現(xiàn)象。鉆進施工后緊接著就要實施注漿操作，兩側(cè)按照等間距安裝錨桿（數(shù)量是5根）；②上臺階開挖施工中若是發(fā)生了坍塌路段，則應(yīng)從鋼拱架位置安裝縱向連接托梁（數(shù)量是3道），以實現(xiàn)多榀架的均衡受力；③V級圍巖的下臺階需要根據(jù)錯開開挖順序?qū)嵤?，其中間隔距離應(yīng)確保＞5m，禁止兩側(cè)邊墻對開式施工；④鋼拱架的接腿需要對正連緊，以免出現(xiàn)空隙，同時拱腳基礎(chǔ)必須確保穩(wěn)定與牢固；⑤仰拱與二次襯砌需要合理組織施工，以確保結(jié)構(gòu)封閉成環(huán)，防止拱頂出現(xiàn)下沉現(xiàn)象。

3 安全控制

3.1 制定安全管理體系

根據(jù)黃土區(qū)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(jù)黃土隧道項目特點，對施工中的潛在安全性事故進行預(yù)測，然后制定有效的防護措施與應(yīng)對預(yù)案。同時，施工之前需要預(yù)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(zhì)量，防止出現(xiàn)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(shù)人員參加專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)與安全教育活動，并實施嚴格的安全與技術(shù)考核，然后選拔優(yōu)秀人才負責(zé)施工。同時根據(jù)隧道施工安全管理基本規(guī)定要求，組織專業(yè)安全管理工作人員負責(zé)現(xiàn)場檢查，以便及時發(fā)現(xiàn)與解決潛在風(fēng)險，確保黃土隧道施工安全。

3.3 第三方監(jiān)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(jiān)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(huán)節(jié)實施安全監(jiān)測，以便及時了解隧道施工實際狀況，從而防止出現(xiàn)安全與質(zhì)量問題。此外，為了能夠?qū)崿F(xiàn)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(jiān)控單位必須加強監(jiān)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(jié)語

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