大断面黄土隧道施工工法研究

王勒

甘肃圆陇路桥机械化公路工程有限责任公司 甘肃兰州 730000

【摘要】因为黄土具有多孔隙性、层理不明显、湿陷性较强、垂直节理发育以及透水性较高等多种特性，因此，在对黄土地区进行隧道施工时，特别是大断面黄土隧道，黄土极易对隧道造成严重的影响，并对隧道施工的稳定性及安全性产生不利影响，若是在施工期间，所使用的施工工法缺乏合理性，则极易出现各种问题。基于此，本文主要针对大断面黄土隧道施工工法进行简略的研究，希望能够为大断面黄土隧道施工的顺利开展做出贡献，仅供参考。

【关键词】大断面黄土；隧道；施工工法

在我国社会经济不断发展的过程中，高速铁路与高速公路网的建设力度也在不断提升，特别是在我国施工技术不断发展的过程中，遇到山体等各种障碍物的隧道施工让线路长度有所减小，同时加强了运营的整体安全性与舒适度。在高速铁路不断发展的影响下，隧道工程数量不断增加，加之隧道断面不断扩大，促使隧道施工难度同样随之提升，尤其是在黄土等稳定性不高的地层中进行隧道施工，其操作难度会更高。由于黄土具有一定的多孔隙性、层理不明显、湿陷性较强、垂直节理发育以及透水性较高等多种特性，促使黄土隧道施工难度以及特殊性都相对较高，尤其是大断面黄土隧道施工。因此，对大断面黄土隧道施工工法展开更深层次的探讨就凸显的愈发重要。

1 黄土隧道施工的主要特性与危险性

1.1 极易发生陷穴问题

受到黄土土层结构的影响，隧道工程建设期间容易引发许多安全隐患，一些土层结构较为松散，往往会发生陷穴的问题。尤其是在施工期间，所应用的机械设备相对较多，在各类设备一起运行的作用下，极易对黄土土层结构产生不同程度的破坏，以此提高陷穴的可能性。

1.2 土层结构稳定性较低

从实际情况而言，黄土隧道土层通常以黄土居多，和其他土层相比，其流动性较高，土层结构也更为松散，若是在外力作用的影响下，极易松散。加之黄土本身承重力就并不强，无法达到实际施工需求，因此，在挖掘期间若是内部存在空洞，便会导致坍塌问题出现。

1.3 土体强度不高

因为黄土本身材质的原因，其含水量相对较高，性质稳定性较差，基于外界压力的作用下，极易出现变形，以此对工程建设产生不利影响，无法为施工者提供良好的施工环境。与此同时，土体强度不高往往会促使土体化工的问题发生，针对部分浅埋工程而言，危险性较高，甚至还会增加塌方的可能性。

1.4 极易受到施工因素的影响

在对大断面黄土隧道工程进行建设时，黄土土体结构往往会在建设期间极易因为原本的平稳状态改变成不稳定状态，尤其是在开挖阶段，固有的土层结构极易受到严重的影响，促使其最开始的平衡受到破坏，同时还会从某种程度上对土体结构强度产生不利影响，促使土体受力缺乏平整性，由此一来便提高了局部塌方的概率。

1.5 极易受到施工工法的影响

施工工法极易对大断面黄土隧道施工产生一定的影响。在对大断面黄土隧道进行施工时，一些建设企业没有对施工工法予以严格的管控，例如，喷脚密实度较低或是超挖拱脚等，促使拱脚承载力有所减小。不仅如此，在对大断面黄土隧道工程进行钢筋施工时，网布和围岩没有紧密贴合，同时因为喷浆等情况的出现，促使网布产生大量的空隙。

1.6 垂直节理的影响

对于黄土而言，垂直节理发育极易对围岩的健全性产生破坏，因此，在对隧道工程卸荷开挖施工时，土体就极易出现局部破坏的问题，严重情况下还会导致塌方的问题出现。

2 加强大断面黄土隧道施工工法的有效措施

2.1 双侧壁施工变形管控

顶部塌陷一直以来都属于大断面黄土隧道工程建设过程中必须着重处理的问题之一，其不仅会对工程施工进度产生一定的影响，同时还会为施工者的人身安全带来许多威胁。就该问题而言，应该借助双侧壁施工变形的措施予以管控，所运用的施工方式主要以双侧壁导坑法为主，实践操作能够把导坑断面划分成三个方面，从左到右平分成三个不烦，在施工期间可以防止施工力不均匀所产生的坍塌问题出现，以此为施工者提供一个更具安全性的施工环境，进而加强岩体的可靠性。借助这一技术的合理运用可以加强岩层承重力，并展现出收敛岩层的效用，在这一技术广泛运用的现况下，各种问题也愈发突出，在实践操作中极易导致拱脚松弛的问题出现，尤其是在双侧壁导坑的处理环节，影响最大，并对拱脚可靠性产生不利影响，基于外力因素的影响下，极易出现变形问题，由此一来便会提高施工风险。就这一问题而言，必须集中进行施工，加快施工效率，尽可能的利用最少的时间做好施工，不仅可以从溯源上减少施工时间，并且还可以长时间施工，促使黄土或是混凝土材料长时间暴露于外界，确保混凝土材料应用性质的基础上，还可以提高土体强度。并且，需要对混凝土喷射速度进行管控，尽可能的加强其密度，积极借助钢拱架的应用，减小土层承重压力，防止建设期间因为施工工艺的原因出现黄土变形问题。

2.2 单侧壁施工变形管控

因为会受到土层结构的影响，在对大断面黄土隧道进行施工时，往往会出现变形现象，在此形势下，便能够借助单侧壁施工的方式对变形问题进行管控。针对大多数沉降问题而言都具有很好的效用，这一技术即使无法从溯源上加强起落拱架收敛成效，然而可以对大多数沉降问题进行妥善处理。这一技术在实践过程中若是并未进行严格的管控，便会提高临时拆除难度，并且在拆除期间出现沉降问题的可能性也就更高，针对这一问题，必须对所有施工辅助工具的间距予以样的管控，尤其是临时支撑、掌子面以及仰拱，对其间距予以科学管控，可以在加快施工效率的同时，对收敛变形时间予以进一步管控。并且，还应该不断加强永久支撑面的整体承重力，在实践操作期间，必须按照具体情况，对导坑开挖和地面之间的距离予以合理的调整，借助调整间距的方式，让永久支撑面所需承受的力更具分散性，以此加强其承载力，从而对沉降问题进行妥善处理。

2.3 三台阶施工变形控制

三台阶施工变形控制同样属于大断面黄土隧道工程建设期间应用最为广泛的方式之一，在实践操作中，往往会发生水平位置改变的现象，但是这一改变会提高拱顶沉降的可能性，并且处在中部以及上部的台阶同样会在水平层面出现一定的位移，甚至还会出现沉降现象，以此导致台阶变形的问题出现。下部台阶通常处在最底层，和上部台阶相比具有较强的稳定性，并且水平位移也较小。就此种情况而言，在施工期间，就必须对导坑开挖间距予以科学控制，并按照具体情况对拱脚方位予以适当的调整，由此一来不仅可以从溯源上加强台阶的稳定性，并且还可以对沉降度予以严格管控。

结束语：

综上所述，大断面黄土隧道工程在施工过程中会受到一些诸如黄土土层性质、施工工法以及施工因素等多个方面的影响，促使在实际施工期间，相关工作者必须展开长时间的地质勘察，按照当地地质环境，对施工工法予以合理选择，按照具体情况对施工工法予以优化，以此建设一个良好的施工环境，从而提升大断面黄土隧道施工质量与效果。

参考文献：

[1]刘赪.郑西客运专线大断面黄土隧道施工方法研究[J].现代隧道技术,2007,44(6):10-17,31.

[2]辛振省.砂质黄土大断面隧道施工方法优化研究[J].铁道工程学报,2011(1):58-61.

[3]王希岩.黄土地层大断面隧道施工方法研究[J].现代交通技术,2020,17(5):32-38.

[4]石磊,侯小军,武进广.大断面黄土隧道施工工法研究[J].隧道建设,2013,33(3):173-178.

[5]宋继武.大断面黄土隧道施工工法优化研究[J].山西建筑,2017,43(13):187-188.