摘 要：分析了黃土隧道施工中地層原因?qū)Π踩挠绊�，在總結(jié)黃土隧道安全施工基本原則基礎(chǔ)上，探討了支護(hù)作業(yè)中的安全要點(diǎn)，提出應(yīng)加強(qiáng)圍巖變形監(jiān)控量測(cè)。
關(guān)鍵詞：黃土隧道 施工安全
在我國(guó)北方黃土地層分布較廣，在黃土地層修筑隧道和地下工程時(shí)，應(yīng)了解黃土地層對(duì)隧道施工的影響，在此基礎(chǔ)上采取合理的措施確保施工安全。
1. 黃土地層對(duì)隧道施工安全的影響
（1）坍塌危險(xiǎn)。
新黃土大孔發(fā)育具有垂直節(jié)理，在垂直節(jié)理面上因節(jié)理切割形成豎向軟弱面，因而當(dāng)各軟弱面互相切割形成粘聚力很小的棱體，在黃土地層進(jìn)行隧道開(kāi)挖時(shí)就會(huì)由于重力作用棱體塌落而形成塌方。老黃土埋在新黃土之下深度較大，深埋老黃土隧道的圍巖強(qiáng)度低，容易發(fā)生屈服形成塑性區(qū)，當(dāng)無(wú)支撐或強(qiáng)度不足時(shí)圍巖蠕變過(guò)大，會(huì)脫落形成塌方。另外，黃土受水后多具有濕陷性，不抗水的粒間結(jié)構(gòu)使黃土遇水易崩解、剝落、下沉，使開(kāi)挖圍巖迅速喪失自穩(wěn)能力而造成坍塌。
�。�2）拱頂及地表下沉
當(dāng)隧道修建在黃土溶洞上方時(shí)，有基礎(chǔ)下沉的危險(xiǎn)。而由于黃土強(qiáng)度較低，淺埋隧道上部土體在隧道開(kāi)挖過(guò)程中受到擾動(dòng)而整體下沉。地表下沉造成圍巖松動(dòng)壓力而變形，土體順節(jié)理方向剪斷、坍落難以形成承載力，由于地表附近拉力過(guò)大而開(kāi)裂。同時(shí)由于地面動(dòng)荷載、地質(zhì)特點(diǎn)及不合理開(kāi)挖等因素影響，地表下沉較大造成初期支護(hù)變形、開(kāi)裂甚至坍塌。
2. 施工安全對(duì)策
2.1基本原則
鑒于以上分析，在黃土地層修建隧道應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
�。�1）先治水。任何位于黃土地層中的隧道施工前，都應(yīng)先治水，對(duì)于可能塌方的隧道更應(yīng)把治水工作放在首位，盡可能采用各種防、排水措施，不讓地下水成為造成或加劇塌方的危險(xiǎn)誘因。做好地表水截排工作，雨水不得漫溢于洞口仰坡和邊坡面。施工中洞內(nèi)應(yīng)完善排水設(shè)施，保持路面干燥。當(dāng)?shù)叵滤枯^大時(shí)，應(yīng)在洞內(nèi)采用井點(diǎn)降水法降低地下水位，或在洞外隧道開(kāi)挖線(xiàn)兩側(cè)設(shè)深井降水。
�。�2）短開(kāi)挖。在通過(guò)洞口地段和圍巖較差的地段時(shí)，應(yīng)縮小開(kāi)挖斷面，合理掌握進(jìn)度，可采用的施工方式有雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、三臺(tái)階施工法或上下導(dǎo)坑預(yù)留核心土法；但在掘進(jìn)的過(guò)程中，要注意每個(gè)循環(huán)進(jìn)尺要短，滿(mǎn)足施工要求即可。初期支護(hù)與襯砌應(yīng)緊跟上，使圍巖暴露時(shí)間盡量縮短。
�。�3）弱爆破。在黃土地層中，要少鉆眼、鉆淺眼、少裝藥，使開(kāi)挖面以外的圍巖少受擾動(dòng)，并避免崩壞支撐引起塌方。
�。�4）強(qiáng)支護(hù)：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙同現(xiàn)場(chǎng)施工的地質(zhì)構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀與分布狀況進(jìn)行核對(duì)，對(duì)因構(gòu)造節(jié)理切割而形成的不穩(wěn)定部位需加強(qiáng)支護(hù)�，F(xiàn)行的設(shè)計(jì)和施工中，一般是采用新奧法施工，即主要利用圍巖本身的穩(wěn)定性，支撐在一定基礎(chǔ)上起到維持加強(qiáng)圍巖本身的穩(wěn)定作用。施工中，采用鋼架（格柵）支撐加強(qiáng)噴錨支護(hù)，在施工中應(yīng)注意加強(qiáng)拱腳處的鎖腳錨桿（鋼管）的施工，施工完成后同鋼架（格柵）焊接連成一個(gè)整體，使上部圍巖加載在拱頂部分的受力通過(guò)鋼架錨桿均勻傳遞到下部圍巖中。采用一般構(gòu)件支撐時(shí)，支撐間距加密，發(fā)現(xiàn)變形或斷裂，隨即抽換或加固。并注意預(yù)留沉降量，防止因沉降量預(yù)留不足造成隧道襯砌厚度不夠或襯砌侵限。
（5）早成環(huán)。對(duì)于可能塌方地段開(kāi)挖后要立即進(jìn)行仰拱、襯砌成環(huán)施工，使混凝土早強(qiáng)，并爭(zhēng)取及早承載。在下部成環(huán)開(kāi)挖的施工中，一般采用馬口跳挖法施工，忌采用整幅全斷面開(kāi)挖。在黃土隧道中，宜采用復(fù)合式襯砌，開(kāi)挖后以鋼支撐、鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土和錨桿作初期支護(hù)，必要時(shí)宜采用超前錨桿、管棚支撐加固圍巖。
�。�6）勤量測(cè)。主要是在施工中加強(qiáng)圍巖觀(guān)測(cè)，可根據(jù)不同的圍巖設(shè)置密度不等的觀(guān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)拱頂每天觀(guān)測(cè)記錄，分析得出沉降曲線(xiàn)。同時(shí)對(duì)兩側(cè)的拱腰也需加強(qiáng)圍巖收斂的監(jiān)測(cè)，防止因雙側(cè)壓力造成支護(hù)變形導(dǎo)致凈空、厚度不足。
2.2支護(hù)作業(yè)中的安全要點(diǎn)
根據(jù)黃土圍巖情況、施工方法采取有效的支護(hù)方式，例如采用超前錨桿和掛網(wǎng)混凝土的辦法進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，下面探討幾種典型作業(yè)中安全要點(diǎn)。
在錨桿作業(yè)中，發(fā)生的事故，多是因圍巖或噴射混凝土剝落、坍塌所造成，而其產(chǎn)生原因則是由于清理浮石不徹底、鑿巖機(jī)械的振動(dòng)、噴射混凝土與受?chē)娒嬲辰Y(jié)不良所致。因此，為了錨桿施工的安全，應(yīng)加強(qiáng)觀(guān)察，及早發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)征兆，并及時(shí)采取相應(yīng)的安全技術(shù)措施。施工中，定期進(jìn)行錨桿抗拔試驗(yàn)。這是因?yàn)殄^桿種類(lèi)和錨固方法多種多樣，可能選擇不當(dāng)或因地下水的影響使錨固砂漿流失或達(dá)不到強(qiáng)度，致使錨固力不足，從而導(dǎo)致錨桿滑脫。造成不安全事故。
在噴射混凝土作業(yè)中，在噴射開(kāi)始前．應(yīng)詳細(xì)檢查圍巖受?chē)娒娴那闆r，應(yīng)徹底清理危石、浮石，應(yīng)根據(jù)噴射方式(干噴、濕噴或混合噴)、混凝土配合比等，采用合適的降塵措施，控制施工現(xiàn)場(chǎng)空氣中粉塵含量，以保證施工人員的身體健康。對(duì)從事噴射的工作人員，應(yīng)定期進(jìn)行健康檢查。進(jìn)行噴射作業(yè)時(shí)，必須配戴防護(hù)用具(防塵口罩、防護(hù)面具、眼鏡、膠皮手套、勞保雨鞋等)。當(dāng)采用人工噴射時(shí)，應(yīng)配備牢靠的噴射支架，以防止在發(fā)生管路堵塞時(shí)由于噴嘴劇烈振動(dòng)而引起的危害。當(dāng)轉(zhuǎn)移噴射點(diǎn)時(shí)，必須先關(guān)閉噴射機(jī)，在噴嘴前方不得站人。在處理管路堵塞時(shí)，噴頭應(yīng)有專(zhuān)人看管，以防消除堵塞后因噴嘴劇烈振動(dòng)而引起擺動(dòng)噴射傷人事故發(fā)生。
在土石交界面的施工中，由于交界面上往往有水，黃土富水變成飽和黃土，圍巖強(qiáng)度低，自穩(wěn)能力差，而巖層開(kāi)挖時(shí)需爆破，對(duì)拱部黃土擾動(dòng)大，施工難度加大，因此針對(duì)此種情況應(yīng)制定切實(shí)可行的措施。此段超前預(yù)加固應(yīng)采用水泥-水玻璃雙液漿，在施工應(yīng)先進(jìn)行注漿試驗(yàn)，并對(duì)設(shè)計(jì)漿液配比做調(diào)整，確保注漿效果。開(kāi)挖中注意對(duì)已作初期支護(hù)的保護(hù)。同樣當(dāng)隧道通過(guò)兩種不同土層的接觸帶時(shí)，由于兩種土層物理力學(xué)特性不同，往往造成接觸帶土的工程特性較差，開(kāi)挖后可能產(chǎn)生較大應(yīng)力調(diào)整，產(chǎn)生擠壓變形，在施工中應(yīng)予以重視，初期支護(hù)與二次襯砌作加強(qiáng)處理，并增設(shè)變形縫。
在鋼拱架施工中應(yīng)制定有效的安全技術(shù)措施。例如：
(1)在鋼拱架制作和搬運(yùn)過(guò)程中，應(yīng)將構(gòu)件綁扎牢靠，以防止發(fā)生整體構(gòu)件或連接鐵件碰撞傷人、車(chē)輛傾覆、構(gòu)件墜落傷人事故。
(2)鋼拱架的架設(shè)應(yīng)安排專(zhuān)人觀(guān)察圍巖動(dòng)態(tài)或初噴混凝土層的變化情況，防止落石或坍塌引起傷人事故。
(3)在架設(shè)鋼架前，應(yīng)徹底清除浮渣，保證受力在堅(jiān)實(shí)的地層上，采用墊板或水泥預(yù)制塊等將鋼拱架的基礎(chǔ)墊平。架設(shè)時(shí)，應(yīng)采用縱向連接鋼筋將相鄰的鋼拱架連接牢固，防止鋼拱架傾覆或扭轉(zhuǎn)、變形而帶來(lái)不安全事故。
(4)對(duì)鋼拱架應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)扭曲、壓曲等現(xiàn)象和征兆時(shí)，必須采取加固措施。必要時(shí)，應(yīng)使其他人員迅速撤離至安全地帶，防止因坍塌造成傷亡事故。
2.3加強(qiáng)圍巖變形監(jiān)控量測(cè)
隧道洞內(nèi)位移量測(cè)是判斷隧道圍巖穩(wěn)定、調(diào)整初期支護(hù)參數(shù)、安排施工工序、選擇應(yīng)急措施、確定仰拱封閉和二襯施工時(shí)間的重要依據(jù)。由于黃土圍巖易發(fā)生拱頂和地表下沉，因此隧道洞內(nèi)位移量測(cè)主要包括拱頂下沉和水平收斂，加強(qiáng)對(duì)地表下沉、拱頂下沉的量測(cè)及反饋，以指導(dǎo)施工。
參考文獻(xiàn)：
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