高速公路黄土隧道施工技术及控制要点探讨

吴日土

摘要：众所周知，在干旱条件下形成的黄土结构比较松散，通常呈垂直节理发育状态，具有结构层次不明显、透水性强、沉陷性的特点。在这种地质条件环境下进行隧道项目的建设施工，对施工技术和组织实施就提出了更高的标准和要求，必须要有针对性地规划和设计好我国黄土区域的高速公路隧道建设施工的技术创新和工艺提升工作。

关键词：高速公路;黄土隧道;施工技术;要点

黄土地区的高速公路隧道施工近些年来体量、规模有所增长，在信息化时代，结合黄土地区的特点，在高速公路的隧道施工中要加强信息化建设，实现信息化的管理，提高黄土地区高速公路隧道施工的信息化、现代化水平。分析高速公路的特点，通过对黄土地区特征的分析，编制切实可行的施工管理计划，提高施工管理的有效性，避免发生施工灾害问题，提高高速公路隧道施工的信息化管理水平。

1黄土地区高速公路隧道施工的特点

现代化社会发展进程逐步推进，在我国的黄土高原地貌地区中，地形地貌獨特，有大量的盘山道路，对现代社会发展造成了限制，因此需要加快公路建设的进程。在黄土地区修建高速公路要避免破坏原有地表植被，以免发生高开挖路枕边坡问题，加强对当地人文景观资源和黄土地区自然环境的保护，是修建隧道时必须考虑的问题。在隧址区地层研究中，要结合黄土地层的特点和复杂的地质情况，对高速公路隧道施工的要点加强管控，由于施工难度大，并且参与高速公路隧道施工的单位水平参差不齐，因此对黄土地区高速公路隧道施工管理工作提出了较高的要求。面临巨大的管理风险，相关单位需要引进信息化技术，加强对黄土地区地矿特点的分析和研究，采取有效的施工管理措施，提高高速公路隧道的施工水平，强化施工管理的有效性，发挥出信息技术的优势，为高速公路隧道施工管理工作提供切实的依据和保障。

2高速公路黄土隧道施工技术要点

2.1前期开挖施工

鉴于黄土地质自身的特殊性，建设施工前应提前做好开挖施工技术方案的选定工作。其中，短台阶法是黄土隧道开挖施工的常用方法，该方法能有效促使支护闭合的时间加快，达到增加围岩的稳定性，能够满足黄土隧道开挖施工的条件，但也需要注意台阶的缩短会导致下台阶施工受到干扰。

具体来说，短台阶施工法是在完成项目勘察后，按照上下台阶及仰拱同步开挖的方式进行，根据上台阶出渣、断面检查、清理虚渣、上台阶支护、下台阶和仰拱断面检查及虚渣清理、下台阶和仰拱同步支护及喷浆的施工流程开展。在建设施工中应注意以下几个事项：一是采用短台阶法扩挖下半截面时，容易出现开挖面控制不精准，超挖、欠挖的问题;二是在开挖施工中应做好土层含水量的控制，一方面应通过击实曲线的应用确定达到某一压实标准干容重相应的含水量范围;另一方面，应通过支护与排水措施的应用确保开挖隧道的结构稳定，避免湿陷问题的发生;三是在短台阶法建设施工中，当围岩的等级为Ⅳ级时，则单次开挖进尺应保持在2m以内。

2.2隧道平、纵设计的注意事项

（1）隧道洞身应尽量避免下穿或靠近滑坡、崩塌体、陷穴等不良地质体。（2）洞身应选择在埋深较大、顶面平整的塬、梁等地形凸起地带，应避免在山坡零乱，塬边、塬顶有封闭洼地的地段通过。（3）若洞身位于黄土与基岩交界面附近，建议尽量降低设计标高，将隧道洞身基础坐落于基岩范围，减少后期地下水可能带来的地基承载力下降问题。（4）黄土、软岩隧道纵坡尽量采用“人”字形布置，坡率不能太低，否则排水效率低，排水时间过长，会提高地下水下渗地基的可能性。

2.3超前预报长隧道地质状况

隧道工程施工中要结合黄土地区高速公路隧道的施工目标，重视隧道工程的地质情况，因为隧道工程是地下工程，在地质勘测资料中，难以将隧址区的地质情况完全、准确地描述出来。隧道设计人员通常会采取工程类比法进行隧道的设计工作，设计参数可能会与现场揭示的围岩情况之间形成差异性，这就反映出地质勘察工作存在不足。建设管理处部门应做好对长隧道的地质超前预报工作，落实地质超前预报的有效措施，对围岩情况进行全面的探测工作，使用地质雷达法确定围岩级别勘测现场的地质情况。当发现支护参数角落的断面时，要现场召开会议共同商讨对策，设计单位、施工单位、监理单位、监测单位等各个主体均需参与其中，防范可能出现的隧道工程风险问题，提高高速公路隧道施工的信息化管理水平。利用先进的隧道超前地质预报技术，及时发现和预报不良地质构造，例如前方存在断层、溶洞、破碎带等问题，要合理安排施工单位，调整掘进进度，对修正方案进行修正、改进和优化，采取有效的防护措施，加强对险情的有力控制，避免出现黄土地区高速公路隧道施工的安全事故问题，提高隧道施工管理的信息化、现代化水平，发挥出先进技术的优势。

2.4掘进过程支护

掘进过程支护的建设施工要点包括：1）Ⅴ级围岩段上台阶作业中，针对洞口浅埋地点的支护，应通过超前管棚支护的方式进行处理。在钢拱架支护中，应加强对钢拱架密度的管理，每个环节上的循环开挖进尺都要严格达到0.5m，在经过浅埋段后，按照循环的方式进行隧道的开挖施工;2）掘进支护作业中，喷锚支护一般采用湿喷工艺，喷锚材料配置工作中，应提前做好水泥及其他材料的选定和配比。喷锚施工中为确保材料使用的连续性和稳定性，应选择使用速凝剂，在喷锚支护中如果出现失稳状况应立刻使用喷射混凝土封闭的方法进行处理;3）在黄土隧道掘进中应做好初期的支护工作，上台阶开挖施工如果遇到坍塌应选择钢拱架支撑，设置纵向的连接托梁以此减少榀架的承受压力，切实保障拱脚的稳定性和牢固性。

2.5防排水的注意事项

（1）对于老黄土（Q1）围岩，建议将中央排水沟布置于仰拱以下最低位置，沟内设置防渗漏措施，如铺设防渗膜等。（2）对于老黄土（Q2）及新黄土（Q3、Q4）围岩，建议设置两套排水系统，即中心排水沟加基底渗水盲沟，结构形式均可采用圆形，中心排水沟可设置于填充层内，渗水盲沟设置于仰拱基底，即可有效排出隧道洞身范围内渗水及基底渗水，确保隧道洞身上下排水通畅。

2.6偏压浅埋段施工

1）在隧道穿越偏压、浅埋段时，应采取卸载，反压回填，抗滑桩，砌筑工程或地表预加固等综合处治措施。

2）进洞时宜采用管棚进洞，当隧道洞口围岩差而导致进洞困难时，可根据实际情况妥善制定进洞方案。

3）对于进出口段、冲沟段等事故易发地段要采取加固措施，二衬及时施作。

结论

总之，黄土隧道施工的关键难点在于水的处理。首先，应从设计阶段出发，提供详实准确的地勘资料，优化防排水方案，充分考虑渗水对黄土隧道地基稳定性的影响，加强仰拱基底加固。其次，在施工时要注意临时排水工作，尤其要避免施工用水浸泡仰拱基底，对反坡开挖的隧道应设置必要的临时集水井，收集地下渗水，并及时抽排。

参考文献：

[1]王高林，李岩，温泉，等.双侧壁导坑法在大断面黄土隧道施工中的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2019，180（12）：27-29.

[2]邹峰.高速铁路湿陷性黄土隧道下穿高速公路施工技术分析[J].建筑工程与管理，2020，2（2）：80-83.

[3]李长白.黄土隧道快速台阶法施工工艺研究与安全分析[J].工程建设标准化，2019，250（9）：84-90.

[4]曹格涛.黄土隧道施工技术与安全控制研究[J].工程技术研究，2020，5（3）：79-80.