黄土区公路隧道施工技术及安全分析

陈金升

山西交通控股集团有限公司大同南高速公路管理有限公司 山西大同 037400

1 项目背景

此公路隧道工程项目的全线长度是0.925km，采用的是双向四车道，隧道的净宽度是9.5m，设计的净高度是6.75m。其中隧道的内部轮廓面采用的设计类型是三心圆标准断面，选择新奥法设计与施工。由于公路隧道现场属于黄土地质条件，且地形尤为复杂，易发生湿陷现象。若是公路隧道顶部或是两侧部位黄土被雨水浸湿后，就可能发生土体不均匀下沉等现象，从而直接影响了隧道围岩稳定性，严重时可能会引发隧道围岩坍塌安全事故。本文结合黄土区公路隧道工程项目实际情况，综合分析了隧道施工技术及安全控制。

2 施工技术

2.1 进洞支护

考虑到黄土区公路隧道现场的地质条件，其中洞口施工段必须严格贯彻“早进晚出”的核心原则，从洞口部位设置浅埋V级支护，且施工中需要提前贴壁进洞，针对进洞仰坡失稳现象的有效控制，可以采用下述几项安全技术措施，具体是：①从洞顶部位建立截排水沟。通过详细调查洞顶水系情况后确定水流量及走向，然后选择合理位置建立截排水沟，以免地表水出现聚集与下渗现象，而山体地表中的冲沟与陷穴等应采用灰土实施回填处理，具体厚度是30cm[1]；②洞口防护。选择新奥法进行施工，其中洞口位置必须提前封闭。在边仰坡开挖施工结束后，需要选择锚喷进行防护处理，从而增强边仰坡的稳定性。锚喷施工采用的C15混凝土（厚度是15cm），锚喷次数是3次。然后采用锚杆（长度是2.5m，直径φ=22mm）以1.0×1.0m的间隔距离呈现梅花桩方式进行布设，采用的钢筋网具体规格是20cm×20cm，钢筋直径φ=8mm，同时相邻钢筋网之间的搭接应保证≥10cm，把钢筋网以焊接的方式固定于锚杆的尾端[2]。此外，隧道洞口偏压段应采用洞顶切坡与坡脚填土等处理方式，以控制平衡压重；③明挖段施工。需要提前开挖超前管棚施工面，以控制明洞与洞口开挖施工过程中对管棚造成的影响。

2.2 掘进与支护施工

V级围岩上台阶施工。在施工进洞之后，严格贯彻“短开挖、少扰动”的基本原则，合理优化施工工序，实现隧道精细化施工。针对隧道洞口浅埋与偏压段应选择超前管棚处理方式，以进一步提高土体强度，并对围岩应力分布进行限制。具体施工阶段需要设置钢拱架支护，且将循环开挖进尺控制为0.5m。在超前支护达到预期强度规定要求后，隧道拱部应选择环形开挖留核心土方式进行开挖施工，其中隧道掌子面中预留核心土长度应保证为5m，且与两边开挖轮廓相距2，0m，与拱部相距1.9m。在穿越浅埋段过后，需要实施循环进尺，结合设计方案内容及要求设置钢拱架。当隧道开挖施工完成之后，要认真组织钢拱架安装施工，并喷射混凝土实施封闭支护处理。

喷锚支护。混凝土喷射施工中必须确保水泥、细集料的技术性能符合规定要求，采用级别是42.5的普通硅酸盐水泥，同时中粗砂的细度模数应≥2.5mm，粗砂含水率应控制为5%至7%。而集料级配采用的为连续级配，选择的速凝剂应确保初凝时间≤5min，终凝时间应≤10min，水泥材料与砂石质量比确定是1∶4。若是在黄土隧道施工阶段发生了失稳现象，应选择喷射混凝土封闭或是安装锚杆等方式进行处理。

下台阶开挖与支护施工。在上台阶开挖5m后需要及时的进行掌子面支撑，并开挖核心土支撑。若是钢拱架中拱部地基出现不均匀下沉现象，为了能够有效控制初期支护形成较大的下沉量，就必须加强相应的防护处理。具体可以采用下述几项防护措施：①当上半断面初期支护达到稳定状态之后，需要从上台阶钢拱架的拱脚部位安装缩脚锚杆，以防止拱架与围岩出现变形或是下沉现象。钻进施工后紧接着就要实施注浆操作，两侧按照等间距安装锚杆（数量是5根）；②上台阶开挖施工中若是发生了坍塌路段，则应从钢拱架位置安装纵向连接托梁（数量是3道），以实现多榀架的均衡受力；③V级围岩的下台阶需要根据错开开挖顺序实施，其中间隔距离应确保＞5m，禁止两侧边墙对开式施工；④钢拱架的接腿需要对正连紧，以免出现空隙，同时拱脚基础必须确保稳定与牢固；⑤仰拱与二次衬砌需要合理组织施工，以确保结构封闭成环，防止拱顶出现下沉现象。

3 安全控制

3.1 制定安全管理体系

根据黄土区公路隧道项目实际状况与施工要求，制定合理、可行的安全管理体系，以确保黄土隧道安全施工。根据黄土隧道项目特点，对施工中的潜在安全性事故进行预测，然后制定有效的防护措施与应对预案。同时，施工之前需要预测安全危险源，及时采取安全防护措施，以确保黄土隧道安全施工。

3.2 加强安全教育与检查

为了能够提升黄土隧道施工质量，防止出现安全性事故，就需要加大安全教育与检查力度。黄土隧道施工之前，必须组织施工技术人员参加专业技术培训与安全教育活动，并实施严格的安全与技术考核，然后选拔优秀人才负责施工。同时根据隧道施工安全管理基本规定要求，组织专业安全管理工作人员负责现场检查，以便及时发现与解决潜在风险，确保黄土隧道施工安全。

3.3 第三方监控

为了能够提高黄土公路隧道施工的安全性与效益性，需要合理引入第三方监控，从而确保黄土隧道施工效率与安全。针对黄土隧道施工各环节实施安全监测，以便及时了解隧道施工实际状况，从而防止出现安全与质量问题。此外，为了能够实现各项安全控制措施与管理工作的全面落实，引入的第三方监控单位必须加强监控管理，增强安全控制工作的实效性，切实提高隧道施工效果。

4 结语

文章根据黄土区公路隧道工程项目实际情况，综合分析了隧道施工技术及安全控制措施。实践表明，通过合理采用施工技术与严格落实安全控制措施，能够有效确保黄土区公路隧道施工效果及安全。