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【摘 要】 随着人类社会工业化进程发展，由于我国的地域性特点，在黄土施工过程中积累了大量的技术基础。黄土隧道工程受诸多因素影响如地质、地形、场地狭隘、工作面集中、工序复杂，容易出现崩塌、滑塌安全问题。对于黄土隧道复杂的地质地形条件、易崩塌特点，本文结合近几年黄土施工的积累了大量的技术基础经，对黄土隧道施工的方法及措施作了详细分析。
【关键词】 黄土隧道；施工方法；监控量测
由于黄土结构疏松、大孔隙、密度较低、强烈的湿陷性和黄土陷穴等特点，使得黄土隧道施工存在强的隐蔽性，高的作业综合性，风险性高等特点。
一、黄土的特点
由于干燥气候原因的而形成柱状节理的多孔性的黄色粉性土被称为黄土。黄土主要由质地均一、多量钙质的黄土结核，多孔隙的黄灰、棕黄色的尘土和粉沙细粒构成，有明显的垂直节理，但没有无层理。干燥时较为坚硬黄土受流水浸湿后，就会造成隧道的剥落和侵蚀，甚至可能出现坍塌。黄土隧道围岩特殊性质：各向异性、水的敏感性、小应变破坏的特性、结构性和构造节理发育等。
二、黄土隧道施工中面临的问题
疏松、强度低、湿陷性结构特征会导致黄土隧道在施工出现诸多问题。如喷射过程中混凝土的开裂，格栅严重弯曲变形会导致围岩稳定性降低，造成塌方，同时也会隧道渗水问题从而导致隧道洞身湿陷。
我国西部地区多为黄土地貌，具有地域的特殊性，随着西部大开发的进程推进，大规模的道路建设也随之激增，随之而来的地质问题随之出现。黄土隧道开挖时必须要考虑施工条件、地质条件、断面几何特性、防排水、围岩稳定性、工程成本、工期等因素。多次扰动、支护衬砌相互作用及复杂的工序都将影响工程结构及受力条件，进而容易引发隧道围岩失稳和结构开裂现象，忽略以上现象则会施工和通车后的埋下安全隐患。
对于地质复杂的黄土隧道，甚至隧道洞身可能出现涌水现象，对黄土地层进行隧道施工时应该足够重视这些问题。
（1）黄土节理
红棕色或深褐色的黄土中构造节理呈现无序性，甚至还会成对出现具有一定的延续性X型节理，这种土体在隧道开挖时很容易沿着节理断裂和松弛。如果在侧壁施工时操作不当，则会造成很大规模的坍塌。如果在隧道顶部施工，则很容易发生“塌顶”现象。
（2）黄土冲沟地段
在对黄土冲沟特殊地段施工，偏压大、覆盖薄这些特点则容易造成较大的滑坡或坍塌现象。
（3）暗穴与黄土溶洞
暗穴与黄土溶洞是黄土地区常见的地质形貌，在这种地貌地带修建隧道，则存在冒顶的隐患。但若其上方修建隧道则存在基础下沉的隐患。但若在其邻侧修建隧道，则又产生偏压现象。
当隧道埋深较浅时，隧道的施工产生覆盖扰动会发生洞顶坍塌、地表开裂现象。公路浅埋隧道一般出现隧道洞口，这种承受显著偏压荷载的隧道被称作偏压隧道。产生偏压隧道的原因主要有以下几点：
①地形因素引起的偏压
隧道顶部覆盖层薄，地表横坡倾斜的土质且松散的围岩地形是地形因素产生隧道偏压的特有体现，常发生于傍山浅埋、洞口浅埋特殊地段。
②地质构造因素引起的偏压
倾斜层状结构的围岩，较差层间粘结力、不良节理裂隙，倾角较大软弱结构面是地质构造因素造成隧道偏压的主要因素。
③施工因素引起的偏压
施工操作不当促使隧道发生塌方、超挖且回填不密实和支护的不及也会造成隧道的显著性偏压
三、开挖方法
三台阶七步开挖法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法、弧形导坑预留核心土法是黄土公路隧道施工中常见开挖方法，以下就是常见五种施工方法的工序。
1 三台阶七步开挖法
以弧形导坑开挖留核心土为基础，分别从上、中、下三个台阶七个开挖面沿隧道进行平行开挖与支护、纵向错开的隧道施工方法被称为三台阶七步开挖法。具体的施工开挖工序如下：
1）小导管的注浆超前支护。
2）首先单独对上台阶进行掘进，采用人工风枪钻孔在人工配合下进行小范围内的爆破，开挖进尺1m之后构筑临时仰拱。错开3-5m后中、下台阶也要进行施工，形成同时进行上、中、下臺阶的循环的施工作业。
3）喷锚支护，并架设格栅是每步开挖必然要实行的将锚杆与钢架、钢筋网焊接成为一个整体。严格按照设计支护参数进行。
4）进行地质预报、围岩监控量测对施工顺利进行很有必要，能够保证施工安全。
2、单侧壁导坑法（CD法）
在黄土隧道施工时先紧一侧隧道进行开挖，再进行另一侧开挖的施工方法被称为CD法。施工开挖工序如下：
1）施作拱部超前小导管及导坑侧壁水平锚杆。
2）先单独对①部进行人工风镐挖掘，在循环进尺1m后按照设计参数再对①部导坑周边区域进行初期支护及临时支护。
3）错开3m以②、③、④、⑤、⑥的顺序依次开挖并进行支护，工序同上，进而实现循环的施工作业。
3、交叉中隔壁法（CRD法）
CRD法是在大跨度黄土隧道施工中，先对隧道一侧部分进行开挖并对其施作隔壁和横隔板，再隧道另一侧进行开挖，完成横隔板施工的施工方法。
1）先进行对超前大管棚或超小导管及导坑侧壁水平锚杆实施。
2）先采用人工风镐对①部进行挖掘，在循环进尺0.8m后进行喷砼封闭，并对①部导坑周围依照设计支护参数进行初期支护、临时支护。
3）错开3m按照②、③、④、⑤、⑥的顺序依次进行开挖支护，工序同上，形成各部同时跟进，实现循环的施工。
4、双侧壁导坑法
对隧道两侧的导坑进行同时挖掘并做必要初期支护后，再分别开挖所剩余的部分的开挖方法。
1）施作拱部超前大管棚或超小导管及导坑侧壁水平锚杆。 2）采用人工风镐先对①部进行挖掘，在开挖进尺0.8m后在进行喷砼封闭，并对①部导坑周围按照设计支护参数进行初期支护、临时支护。
3）错开3m按照②、③、④、⑤、⑥的顺序进行开挖，工序同上，形成各部同时跟进，实现循环的施工。
4）按照⑦、⑧、⑨、⑩的順序依次错开3m开挖，并施作⑩部仰拱。
5）进行地质预报、围岩监控量测对施工顺利进行很有必要，能够保证施工安全。
5、弧形导坑预留核心土法
先对上部环形导坑进行挖掘，并做必要初期支护，再对剩余部分的施工开挖方法。
1）上弧形导坑开挖；2）.拱部初期支护；3）预留核心土开挖；4）下台阶中槽开挖；5）下台阶侧壁部开挖；6）侧壁及仰拱初期支护；7）仰拱超前浇筑；8）全断面二次衬砌
四、注意措施
1、超前支护措施
超前管棚、超前小导管决定着隧道施工安全，在黄土隧道施工中显得尤为重要。由于黄土隧道围岩承载力低特点，超前支护在黄土隧道施工中显得意义重大。为了确保施工中质量安全，很有必要加强超前支护。φ42×4注浆小导管是较常使用型号，超前小导管的施作须遵循设计（角度为15°～30°）要求施工。在围岩松散，节理发育的情况通常用小导管穿过工字钢腹部，减少初衬下沉量，打入角度较小可控制超挖是其特有的特点。在施工过程中由于注浆小导管的密布，能预防拱顶的坍落问题。通常会预留3～5根不注浆小导管，可以起到引导渗流水的作用。
施工中要注意以下几点要求：
采用添加的膨胀剂的超细水泥制作浆液，有时也需添加速凝剂，根据地质条件、加固范围来选取合适的注浆压力（一般控制在1.0MPa～1.5MPa），小导管的注浆必须遵循先两边，后中间，先下后上的原则，静置一段时间才能开挖施工。为确保注浆效果可缩短小导管间的间距，即去除掉块、坍塌现象，又可节约混凝土，进而节约成本缩短工期。严格按照施工规范进行钻孔、注浆，可以保持小导管的刚度已达到支撑作用。科学合理选择小导管的直径、长度、外插角是保证施工进度、施工质量的决定性因素。
2、防排水措施
黄土湿陷性特性导致使黄土本身的自稳性更差，所以黄土隧道防排水措施就显得尤为重要。施工防排水工程要遵循引排、按照、排防结合、以排为主、的原则。在倒坡地段施工时，为将洞内渗水收集到沉砂池内可以在洞门设置拦水坎阻止雨水渗入，然后抽水机将渗水抽出洞外，避免围岩由于积水浸泡而发生软化。利用排水沟将地表水排至道路排水沟，减少由于雨水下渗而影响隧道的质量，造成黄土隧道变形坍塌。
3 监控量测措施
隧道施工需要围岩测量的参考指导。建立完善可靠的施工监控量测系统，对实施动态进行时时监控管理，通过科学的监控量测数据详细分析和必要的计算判断的预测和反馈信息，可以及时掌握围岩稳定性变化特点。科学合理处理支护参数指导施工，可以消除潜在隐患，在保证工程质量的前提下，减少工程成本，缩短工期。
五、结语
黄土隧道因其特殊的地质特性在施工的工艺工法上区别于岩石隧道，其自身稳定性差，结构初期形变大，对后续工程施工会产生相应的影响，所以需要严格遵循施工规范，安排合理的施工工序，增强质量意识采用科学实用的施工工艺，切勿恶意经行偷工减料，以确保施工的安全和质量。
参考文献：
[1]龚成术.浅谈大断面黄土隧道开挖法.铁路建设技术.2009（06）：89-92
[2]杜乐乐.山西黄土隧道施工技术的探索.山西建筑.2012（05）
[3]牛家骏.浅述黄土隧道的施工控制.甘肃科技纵横.2010（05）
[4]毛金龙.浅谈黄土隧道施工方法.科技信息.2008（20）：97-99
【关键词】 黄土隧道；施工方法；监控量测
由于黄土结构疏松、大孔隙、密度较低、强烈的湿陷性和黄土陷穴等特点，使得黄土隧道施工存在强的隐蔽性，高的作业综合性，风险性高等特点。
一、黄土的特点
由于干燥气候原因的而形成柱状节理的多孔性的黄色粉性土被称为黄土。黄土主要由质地均一、多量钙质的黄土结核，多孔隙的黄灰、棕黄色的尘土和粉沙细粒构成，有明显的垂直节理，但没有无层理。干燥时较为坚硬黄土受流水浸湿后，就会造成隧道的剥落和侵蚀，甚至可能出现坍塌。黄土隧道围岩特殊性质：各向异性、水的敏感性、小应变破坏的特性、结构性和构造节理发育等。
二、黄土隧道施工中面临的问题
疏松、强度低、湿陷性结构特征会导致黄土隧道在施工出现诸多问题。如喷射过程中混凝土的开裂，格栅严重弯曲变形会导致围岩稳定性降低，造成塌方，同时也会隧道渗水问题从而导致隧道洞身湿陷。
我国西部地区多为黄土地貌，具有地域的特殊性，随着西部大开发的进程推进，大规模的道路建设也随之激增，随之而来的地质问题随之出现。黄土隧道开挖时必须要考虑施工条件、地质条件、断面几何特性、防排水、围岩稳定性、工程成本、工期等因素。多次扰动、支护衬砌相互作用及复杂的工序都将影响工程结构及受力条件，进而容易引发隧道围岩失稳和结构开裂现象，忽略以上现象则会施工和通车后的埋下安全隐患。
对于地质复杂的黄土隧道，甚至隧道洞身可能出现涌水现象，对黄土地层进行隧道施工时应该足够重视这些问题。
（1）黄土节理
红棕色或深褐色的黄土中构造节理呈现无序性，甚至还会成对出现具有一定的延续性X型节理，这种土体在隧道开挖时很容易沿着节理断裂和松弛。如果在侧壁施工时操作不当，则会造成很大规模的坍塌。如果在隧道顶部施工，则很容易发生“塌顶”现象。
（2）黄土冲沟地段
在对黄土冲沟特殊地段施工，偏压大、覆盖薄这些特点则容易造成较大的滑坡或坍塌现象。
（3）暗穴与黄土溶洞
暗穴与黄土溶洞是黄土地区常见的地质形貌，在这种地貌地带修建隧道，则存在冒顶的隐患。但若其上方修建隧道则存在基础下沉的隐患。但若在其邻侧修建隧道，则又产生偏压现象。
当隧道埋深较浅时，隧道的施工产生覆盖扰动会发生洞顶坍塌、地表开裂现象。公路浅埋隧道一般出现隧道洞口，这种承受显著偏压荷载的隧道被称作偏压隧道。产生偏压隧道的原因主要有以下几点：
①地形因素引起的偏压
隧道顶部覆盖层薄，地表横坡倾斜的土质且松散的围岩地形是地形因素产生隧道偏压的特有体现，常发生于傍山浅埋、洞口浅埋特殊地段。
②地质构造因素引起的偏压
倾斜层状结构的围岩，较差层间粘结力、不良节理裂隙，倾角较大软弱结构面是地质构造因素造成隧道偏压的主要因素。
③施工因素引起的偏压
施工操作不当促使隧道发生塌方、超挖且回填不密实和支护的不及也会造成隧道的显著性偏压
三、开挖方法
三台阶七步开挖法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法、弧形导坑预留核心土法是黄土公路隧道施工中常见开挖方法，以下就是常见五种施工方法的工序。
1 三台阶七步开挖法
以弧形导坑开挖留核心土为基础，分别从上、中、下三个台阶七个开挖面沿隧道进行平行开挖与支护、纵向错开的隧道施工方法被称为三台阶七步开挖法。具体的施工开挖工序如下：
1）小导管的注浆超前支护。
2）首先单独对上台阶进行掘进，采用人工风枪钻孔在人工配合下进行小范围内的爆破，开挖进尺1m之后构筑临时仰拱。错开3-5m后中、下台阶也要进行施工，形成同时进行上、中、下臺阶的循环的施工作业。
3）喷锚支护，并架设格栅是每步开挖必然要实行的将锚杆与钢架、钢筋网焊接成为一个整体。严格按照设计支护参数进行。
4）进行地质预报、围岩监控量测对施工顺利进行很有必要，能够保证施工安全。
2、单侧壁导坑法（CD法）
在黄土隧道施工时先紧一侧隧道进行开挖，再进行另一侧开挖的施工方法被称为CD法。施工开挖工序如下：
1）施作拱部超前小导管及导坑侧壁水平锚杆。
2）先单独对①部进行人工风镐挖掘，在循环进尺1m后按照设计参数再对①部导坑周边区域进行初期支护及临时支护。
3）错开3m以②、③、④、⑤、⑥的顺序依次开挖并进行支护，工序同上，进而实现循环的施工作业。
3、交叉中隔壁法（CRD法）
CRD法是在大跨度黄土隧道施工中，先对隧道一侧部分进行开挖并对其施作隔壁和横隔板，再隧道另一侧进行开挖，完成横隔板施工的施工方法。
1）先进行对超前大管棚或超小导管及导坑侧壁水平锚杆实施。
2）先采用人工风镐对①部进行挖掘，在循环进尺0.8m后进行喷砼封闭，并对①部导坑周围依照设计支护参数进行初期支护、临时支护。
3）错开3m按照②、③、④、⑤、⑥的顺序依次进行开挖支护，工序同上，形成各部同时跟进，实现循环的施工。
4、双侧壁导坑法
对隧道两侧的导坑进行同时挖掘并做必要初期支护后，再分别开挖所剩余的部分的开挖方法。
1）施作拱部超前大管棚或超小导管及导坑侧壁水平锚杆。 2）采用人工风镐先对①部进行挖掘，在开挖进尺0.8m后在进行喷砼封闭，并对①部导坑周围按照设计支护参数进行初期支护、临时支护。
3）错开3m按照②、③、④、⑤、⑥的顺序进行开挖，工序同上，形成各部同时跟进，实现循环的施工。
4）按照⑦、⑧、⑨、⑩的順序依次错开3m开挖，并施作⑩部仰拱。
5）进行地质预报、围岩监控量测对施工顺利进行很有必要，能够保证施工安全。
5、弧形导坑预留核心土法
先对上部环形导坑进行挖掘，并做必要初期支护，再对剩余部分的施工开挖方法。
1）上弧形导坑开挖；2）.拱部初期支护；3）预留核心土开挖；4）下台阶中槽开挖；5）下台阶侧壁部开挖；6）侧壁及仰拱初期支护；7）仰拱超前浇筑；8）全断面二次衬砌
四、注意措施
1、超前支护措施
超前管棚、超前小导管决定着隧道施工安全，在黄土隧道施工中显得尤为重要。由于黄土隧道围岩承载力低特点，超前支护在黄土隧道施工中显得意义重大。为了确保施工中质量安全，很有必要加强超前支护。φ42×4注浆小导管是较常使用型号，超前小导管的施作须遵循设计（角度为15°～30°）要求施工。在围岩松散，节理发育的情况通常用小导管穿过工字钢腹部，减少初衬下沉量，打入角度较小可控制超挖是其特有的特点。在施工过程中由于注浆小导管的密布，能预防拱顶的坍落问题。通常会预留3～5根不注浆小导管，可以起到引导渗流水的作用。
施工中要注意以下几点要求：
采用添加的膨胀剂的超细水泥制作浆液，有时也需添加速凝剂，根据地质条件、加固范围来选取合适的注浆压力（一般控制在1.0MPa～1.5MPa），小导管的注浆必须遵循先两边，后中间，先下后上的原则，静置一段时间才能开挖施工。为确保注浆效果可缩短小导管间的间距，即去除掉块、坍塌现象，又可节约混凝土，进而节约成本缩短工期。严格按照施工规范进行钻孔、注浆，可以保持小导管的刚度已达到支撑作用。科学合理选择小导管的直径、长度、外插角是保证施工进度、施工质量的决定性因素。
2、防排水措施
黄土湿陷性特性导致使黄土本身的自稳性更差，所以黄土隧道防排水措施就显得尤为重要。施工防排水工程要遵循引排、按照、排防结合、以排为主、的原则。在倒坡地段施工时，为将洞内渗水收集到沉砂池内可以在洞门设置拦水坎阻止雨水渗入，然后抽水机将渗水抽出洞外，避免围岩由于积水浸泡而发生软化。利用排水沟将地表水排至道路排水沟，减少由于雨水下渗而影响隧道的质量，造成黄土隧道变形坍塌。
3 监控量测措施
隧道施工需要围岩测量的参考指导。建立完善可靠的施工监控量测系统，对实施动态进行时时监控管理，通过科学的监控量测数据详细分析和必要的计算判断的预测和反馈信息，可以及时掌握围岩稳定性变化特点。科学合理处理支护参数指导施工，可以消除潜在隐患，在保证工程质量的前提下，减少工程成本，缩短工期。
五、结语
黄土隧道因其特殊的地质特性在施工的工艺工法上区别于岩石隧道，其自身稳定性差，结构初期形变大，对后续工程施工会产生相应的影响，所以需要严格遵循施工规范，安排合理的施工工序，增强质量意识采用科学实用的施工工艺，切勿恶意经行偷工减料，以确保施工的安全和质量。
参考文献：
[1]龚成术.浅谈大断面黄土隧道开挖法.铁路建设技术.2009（06）：89-92
[2]杜乐乐.山西黄土隧道施工技术的探索.山西建筑.2012（05）
[3]牛家骏.浅述黄土隧道的施工控制.甘肃科技纵横.2010（05）
[4]毛金龙.浅谈黄土隧道施工方法.科技信息.2008（20）：97-99