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摘要:根据黄土地质条件，介绍了我国隧道的施工技术，并对黄土地区隧道施工技术的优选进行了探讨，指出在进行隧道施工时，必须根据实际情况选择合适的开挖方法，并详细分析围岩的变形和沉降情况，以确保隧道施工质量和安全。
关键词:黄土；地质条件；隧道；技术优选
中图分类号：U45文献标识码： A
引言
隧道工程可以有效解决公路铁路在施工过程中遇到的阻碍，可以降低路线的长度，减少人们的出行时间，节约建设成本。但是，随着隧道工程的不断增加，复杂地质条件下的隧道工程逐渐增多，对隧道工程的质量造成了严重影响，隧道坍塌等事故时有发生，不仅导致资源的大量浪费，而且严重威胁人们的出行安全。
一、黄土地区地质条件
众所周知，黄土高原主要是由于在半干旱气候条件下沙土沉积而形成的。高原形成之后由于自然、人为等因素，在流水侵蚀的作用下导致黄土疏松，雨季集中，从而形成了千沟万壑的地貌。在我国，黄土分布较广，占据国土面积约为7．2%，主要集中于黄土高原地区，厚度达至150 mm-250 mm。尤其在黄土高原地区，植被甚少，土质又较为特殊。因此，人们为了能够更好地进行施工，常把黄土列分为好几种，例如湿陷黄土、非湿陷黄土等等。黄土具有湿陷性主要是因为黄土遇水后会发生变形，其强度也会迅速降低。因此，其也是黄土高原地区进行隧道施工的主障碍之一。一旦在施工过程中，黄土地基由于湿陷而变形，对施工造成了极大的不便，甚至隐藏着严重的安全隐患。
三、黄土地区隧道施工技术
施工前应解决的工程地质问题。黄土地区由于其地貌形态千沟万壑，土质疏松，地形的起伏和地面水排泄不通畅导致地面水积聚过多等问题，导致黄土地区在进行隧道施工时增加了难度。黄土地区不同于其他地区，黄土类型多而复杂，再加上由于其气候影响，雨季集中，很容易使疏松的土质发生泥石流、洪水等自然灾害。因此在进行隧道施工前必须查明黄土土质以及滑坡、溶洞、地裂缝等等地质现象所发生的规律及分布地区，调查清楚地下水位与地表水体等关系。同时由于隧道施工会使用到山洞等地，因此必须清楚了解、证明施工场地是否有古墓、地道、井等坑穴。2)不同土质选用不同施工方法。我国目前隧道开挖的施工技术主要使用的方法有几种:弧形导坑法、双侧壁导坑法、GＲD导坑法。而黄土由于是一种在我国北方地区较为常见的特殊土质。老黄土和新黄土的最大区别是新黄土具有湿陷性，它不像老黄土的直立性那么强。因此对于新黄土的施工难度会加大，因为湿陷地的地基问题较难处理。因此，对于不同地段的黄土，为了保证能够安全的开挖，必须选择不同的施工技术。例如所需开挖的断面要缩小的话，一般是采用CＲD施工方法，或者是双侧壁导坑法等等。又如:由于湿陷黄土在施工过程中极容易发生变形从而引发坍塌，而双侧壁导坑法则能够很好地保证初期支护的不变形。因为对于大断面的施工土质，只能利用GＲD导坑法。由于其结构简单又安全可靠，能够使得工程的施工对原土体的影响减至最小。但在使用这两种办法的同时，必须严格将侧壁的线路精度控制好。对于老黄土的围岩来说，由于其稳定性较好，可以提供充足的时间进行立架、喷锚。弧形导坑法能够充分利用开挖的空间、工序简单，机械的利用率高，初期支护及二衬闭合成型的时间较早，施工速度快。
四、黄土地质地区隧道的施工技术优选
1、黄土地区隧道施工具体技术
大致从以下方面入手:洞口的开挖以及旁边仰坡的临时支护;超前支护材料的选择及要求;开挖洞身(上下台阶预留核心土、土石分界施工、台阶爆破、全断面爆破);施工初期的支护要求及设计;落地成环施工;仰拱及二次衬砌;排除洞内空气中的粉尘。黄土地质隧道施工首要考虑和保证的就是进洞的施工安全，因此，洞口的选择以及参数选定非常重要。为了能充分使施工条件适应地质差、断面大的环境，根据黄土的不同性质，在进行隧道的开挖时，通常会采用上下台阶开挖与侧壁导坑进行相结合的方法。这样能够保证各道工序紧密结合，随挖随护，使隧道在施工初期的支护结构能够稳定，保证施工质量及安全。而对于洞身的开挖，必须针对土质进行技术选择。
2、对于不同的洞身拱面用不同的施工方法
如遇到纯黄，土断面时，必须采用上下台阶预留核心土法。因为黄土地质隧道属于软质的围岩，稳定性差，不利于大幅度爆破开挖，否则极其容易坍塌。因此采用短台阶法以及弧形导坑两种办法相结合进行爆破开挖。因为根据三角形的稳定性，预留核心土，掌子面的土体便会处于三向应力的状态之中，掌子面的土体得到了很大的加固作用，如图1所示。b．土石分界施工法主要被应用于施工过程中所遇到的施工地段是断面上部分为黄土，下部分却为灰岩的土质。这种施工法的主要作业内容是上部分的黄土地区采用挖掘机与人工相互配合，而上部分的台阶必须被控制在50 cm左右;下部分的灰岩区则采用弱爆破，值得注意的是，下部分必须分为左右两部分，左右两部分的间距应为1．5榀拱架的间距，这样进行爆破能够最大限度减弱爆破震动从而影响到上部分的黄土。c．当遇到拱部地段为全断面的灰岩时，且其覆盖层小于100 cm时，由于拱部灰岩的覆盖层不稳定，因此应采用台阶爆破法。台阶爆破法的主要作业内容是在进行开挖施工时，分别将上台阶和下台阶进行爆破。上下台阶需错开约500 m的距离。在爆破上台阶时，应先引爆掏槽眼再进行断面爆破。下台阶的爆破和土石分界施工法一样，采用左右分开进行弱爆破。d．当拱顶覆盖层的灰岩地段超过了1 000 cm时，则可采用全面爆破法。此方法只需按照设计参数进行药包、锚杆的安装，爆破后及时进行初喷(见图2)。
3、在施工过程中对于洞身的初期支护
由于黃土地质土体稳定性差，在施工过程中容易坍塌，开挖和支护的工作必须相互跟上。而在黄土隧道施工过程中，由于初喷的混凝土随时会迅速地封闭起岩面，因此分多次进行喷射混凝土，使得拱圈的厚度和承受能力得到加强，又能使混凝土的作用充分利用。
4、施工进尺达到后进行落地成环施工
落地成环施工是必须进行的一项作业。当掘进尺度达到6 m-11 m时，则必须开始进行作业。在进行作业过程中，一定要注意科学施工，左右侧分别错开一定的距离再落地。拱架的架底必须支护牢靠。
5、仰拱及二次衬砌
在使用挖掘机对仰拱开挖的时候，必须随时注意初期支护的变形情况。但是，到了距离拱脚约0．5 m处不能使用挖掘机，改为人工挖掘。在仰拱施工完之后，要马上进行拱墙防水以及钢筋的扎绑。在扎绑过程中，防水、钢筋使用长度为0．1 m的移动平台进行。二次衬砌的台车和掌子面的距离不能够超过0．7 m。
6、排除洞内空气中的粉尘
为了确保隧道洞内空气清新，给施工工人们提供良好的工作环境，提高施工质量。因此在隧道施工前期采用单机进行洞内通风，到了后期须采用双台1 600 mm的柔性风筒。洞外则在每个洞口都设置2个50 kW的轴流通风机。
结束语
由于黄土高原复杂的地质条件，在进行隧道施工时必须首要考虑进洞是否安全。黄土地质的隧道施工是一项综合性的工作，它需要根据实际情况选择合适的开挖方法，需详细分析围岩的变形和沉降，从而保证施工质量和施工人员的安全。
参考文献
[1]李家洋．复杂地质条件下隧道施工技术的发展［J］．科技资讯，2011(2):98．
[2]余金松，刘立，郭彬懿．黄土地区隧道施工技术研究［J］．中国科技博览，2011(8):296．
[3]陈兴魏．浅谈几种不良地质条件下隧道施工技术［J］．科技风，2011(5):146．
[4]钟耐晴．不良地质条件下隧道施工变形原因分析及应对措施［J］．中华建设，2012(6):248．
关键词:黄土；地质条件；隧道；技术优选
中图分类号：U45文献标识码： A
引言
隧道工程可以有效解决公路铁路在施工过程中遇到的阻碍，可以降低路线的长度，减少人们的出行时间，节约建设成本。但是，随着隧道工程的不断增加，复杂地质条件下的隧道工程逐渐增多，对隧道工程的质量造成了严重影响，隧道坍塌等事故时有发生，不仅导致资源的大量浪费，而且严重威胁人们的出行安全。
一、黄土地区地质条件
众所周知，黄土高原主要是由于在半干旱气候条件下沙土沉积而形成的。高原形成之后由于自然、人为等因素，在流水侵蚀的作用下导致黄土疏松，雨季集中，从而形成了千沟万壑的地貌。在我国，黄土分布较广，占据国土面积约为7．2%，主要集中于黄土高原地区，厚度达至150 mm-250 mm。尤其在黄土高原地区，植被甚少，土质又较为特殊。因此，人们为了能够更好地进行施工，常把黄土列分为好几种，例如湿陷黄土、非湿陷黄土等等。黄土具有湿陷性主要是因为黄土遇水后会发生变形，其强度也会迅速降低。因此，其也是黄土高原地区进行隧道施工的主障碍之一。一旦在施工过程中，黄土地基由于湿陷而变形，对施工造成了极大的不便，甚至隐藏着严重的安全隐患。
三、黄土地区隧道施工技术
施工前应解决的工程地质问题。黄土地区由于其地貌形态千沟万壑，土质疏松，地形的起伏和地面水排泄不通畅导致地面水积聚过多等问题，导致黄土地区在进行隧道施工时增加了难度。黄土地区不同于其他地区，黄土类型多而复杂，再加上由于其气候影响，雨季集中，很容易使疏松的土质发生泥石流、洪水等自然灾害。因此在进行隧道施工前必须查明黄土土质以及滑坡、溶洞、地裂缝等等地质现象所发生的规律及分布地区，调查清楚地下水位与地表水体等关系。同时由于隧道施工会使用到山洞等地，因此必须清楚了解、证明施工场地是否有古墓、地道、井等坑穴。2)不同土质选用不同施工方法。我国目前隧道开挖的施工技术主要使用的方法有几种:弧形导坑法、双侧壁导坑法、GＲD导坑法。而黄土由于是一种在我国北方地区较为常见的特殊土质。老黄土和新黄土的最大区别是新黄土具有湿陷性，它不像老黄土的直立性那么强。因此对于新黄土的施工难度会加大，因为湿陷地的地基问题较难处理。因此，对于不同地段的黄土，为了保证能够安全的开挖，必须选择不同的施工技术。例如所需开挖的断面要缩小的话，一般是采用CＲD施工方法，或者是双侧壁导坑法等等。又如:由于湿陷黄土在施工过程中极容易发生变形从而引发坍塌，而双侧壁导坑法则能够很好地保证初期支护的不变形。因为对于大断面的施工土质，只能利用GＲD导坑法。由于其结构简单又安全可靠，能够使得工程的施工对原土体的影响减至最小。但在使用这两种办法的同时，必须严格将侧壁的线路精度控制好。对于老黄土的围岩来说，由于其稳定性较好，可以提供充足的时间进行立架、喷锚。弧形导坑法能够充分利用开挖的空间、工序简单，机械的利用率高，初期支护及二衬闭合成型的时间较早，施工速度快。
四、黄土地质地区隧道的施工技术优选
1、黄土地区隧道施工具体技术
大致从以下方面入手:洞口的开挖以及旁边仰坡的临时支护;超前支护材料的选择及要求;开挖洞身(上下台阶预留核心土、土石分界施工、台阶爆破、全断面爆破);施工初期的支护要求及设计;落地成环施工;仰拱及二次衬砌;排除洞内空气中的粉尘。黄土地质隧道施工首要考虑和保证的就是进洞的施工安全，因此，洞口的选择以及参数选定非常重要。为了能充分使施工条件适应地质差、断面大的环境，根据黄土的不同性质，在进行隧道的开挖时，通常会采用上下台阶开挖与侧壁导坑进行相结合的方法。这样能够保证各道工序紧密结合，随挖随护，使隧道在施工初期的支护结构能够稳定，保证施工质量及安全。而对于洞身的开挖，必须针对土质进行技术选择。
2、对于不同的洞身拱面用不同的施工方法
如遇到纯黄，土断面时，必须采用上下台阶预留核心土法。因为黄土地质隧道属于软质的围岩，稳定性差，不利于大幅度爆破开挖，否则极其容易坍塌。因此采用短台阶法以及弧形导坑两种办法相结合进行爆破开挖。因为根据三角形的稳定性，预留核心土，掌子面的土体便会处于三向应力的状态之中，掌子面的土体得到了很大的加固作用，如图1所示。b．土石分界施工法主要被应用于施工过程中所遇到的施工地段是断面上部分为黄土，下部分却为灰岩的土质。这种施工法的主要作业内容是上部分的黄土地区采用挖掘机与人工相互配合，而上部分的台阶必须被控制在50 cm左右;下部分的灰岩区则采用弱爆破，值得注意的是，下部分必须分为左右两部分，左右两部分的间距应为1．5榀拱架的间距，这样进行爆破能够最大限度减弱爆破震动从而影响到上部分的黄土。c．当遇到拱部地段为全断面的灰岩时，且其覆盖层小于100 cm时，由于拱部灰岩的覆盖层不稳定，因此应采用台阶爆破法。台阶爆破法的主要作业内容是在进行开挖施工时，分别将上台阶和下台阶进行爆破。上下台阶需错开约500 m的距离。在爆破上台阶时，应先引爆掏槽眼再进行断面爆破。下台阶的爆破和土石分界施工法一样，采用左右分开进行弱爆破。d．当拱顶覆盖层的灰岩地段超过了1 000 cm时，则可采用全面爆破法。此方法只需按照设计参数进行药包、锚杆的安装，爆破后及时进行初喷(见图2)。
3、在施工过程中对于洞身的初期支护
由于黃土地质土体稳定性差，在施工过程中容易坍塌，开挖和支护的工作必须相互跟上。而在黄土隧道施工过程中，由于初喷的混凝土随时会迅速地封闭起岩面，因此分多次进行喷射混凝土，使得拱圈的厚度和承受能力得到加强，又能使混凝土的作用充分利用。
4、施工进尺达到后进行落地成环施工
落地成环施工是必须进行的一项作业。当掘进尺度达到6 m-11 m时，则必须开始进行作业。在进行作业过程中，一定要注意科学施工，左右侧分别错开一定的距离再落地。拱架的架底必须支护牢靠。
5、仰拱及二次衬砌
在使用挖掘机对仰拱开挖的时候，必须随时注意初期支护的变形情况。但是，到了距离拱脚约0．5 m处不能使用挖掘机，改为人工挖掘。在仰拱施工完之后，要马上进行拱墙防水以及钢筋的扎绑。在扎绑过程中，防水、钢筋使用长度为0．1 m的移动平台进行。二次衬砌的台车和掌子面的距离不能够超过0．7 m。
6、排除洞内空气中的粉尘
为了确保隧道洞内空气清新，给施工工人们提供良好的工作环境，提高施工质量。因此在隧道施工前期采用单机进行洞内通风，到了后期须采用双台1 600 mm的柔性风筒。洞外则在每个洞口都设置2个50 kW的轴流通风机。
结束语
由于黄土高原复杂的地质条件，在进行隧道施工时必须首要考虑进洞是否安全。黄土地质的隧道施工是一项综合性的工作，它需要根据实际情况选择合适的开挖方法，需详细分析围岩的变形和沉降，从而保证施工质量和施工人员的安全。
参考文献
[1]李家洋．复杂地质条件下隧道施工技术的发展［J］．科技资讯，2011(2):98．
[2]余金松，刘立，郭彬懿．黄土地区隧道施工技术研究［J］．中国科技博览，2011(8):296．
[3]陈兴魏．浅谈几种不良地质条件下隧道施工技术［J］．科技风，2011(5):146．
[4]钟耐晴．不良地质条件下隧道施工变形原因分析及应对措施［J］．中华建设，2012(6):248．