郭 力
(中鐵二十局集團第六工程有限公司, 陜西 西安 710032)
目前我國不斷完善各地區(qū)之間的基礎交通設施,尤其是在西北地區(qū),隨著政府不斷的加大資金投入,該地區(qū)的基礎設施建設規(guī)模逐漸增大,然而由于部分隧道位于黃土地區(qū),地形起伏較大,導致黃土地區(qū)的隧道建設存在較大的安全隱患,因此建筑企業(yè)在黃土隧道施工開展時,應提前設計好施工方案,確定好隧道施工控制的要點,確保施工人員的生命安全。
黃土屬于一種較特殊的土類,主要以粉粒為主,強度較低,同時遇水容易軟化發(fā)生濕陷,導致黃土地區(qū)的隧道施工難度較大,因此黃土地區(qū)開展隧道施工時,需要加強隧道的支護措施,提升隧道的質量,確保項目的安全。由于在西北地區(qū)的隧道建設中,必須要在黃土內部進行隧道的挖掘,一旦支護措施質量出現問題,則會導致隧道坍塌,威脅施工人員的生命和財產安全,因此建筑企業(yè)在黃土隧道的施工過程中,應注重加強管理隧道的支護設備,培養(yǎng)施工人員的安全意識,確保隧道建設的安全穩(wěn)定開展[1]。以樊家溝2 號隧道為例,由于其進口端屬于淺埋、偏壓位置,其中進口端有一條寬度3.5m 水泥混凝土鄉(xiāng)村道路,此處隧道埋深5.6m,地層為第四系上更新統(tǒng)坡洪積層新黃土和濕陷性黃土,最大埋深可達32.5m,導致洞口的穩(wěn)定性較差,因此該隧道洞身需采用Ⅴ級加強復合式襯砌,增強隧道洞口的穩(wěn)定性。
在隧道項目施工前,設計人員應進行現場勘查,結合施工現場的環(huán)境制定相應的施工方案,例如,必須核查隧道附近的地貌,并做好勘察的數據統(tǒng)計,確保設計方案科學可行。另外,建筑企業(yè)的相關工作人員要組織專家討論、審核施工方案和施工圖紙,確保提前發(fā)現設計方案的漏洞,令企業(yè)能及時采取措施解決問題,避免產生經濟損失[2]。在施工現場勘查后,結合當地的地貌特點,編制具體的施工方案,做好施工人員的專業(yè)技術培訓,提高其安全生產意識,確保黃土隧道項目的作業(yè)人員,熟練掌握緊急急救措施,定期開展救援演練,保證項目的安全順利開展。除此之外,一旦在施工過程中,項目出現大面積停擺,作業(yè)人員必須及時挖開掌子面,利用網噴支護措施,保證掌子面保持穩(wěn)定,而且在項目停止期間,禁止工作人員開展洞身測量工作,保障測量人員的人身安全。由于水分對黃土的穩(wěn)定性和強度具有較大的影響,因此在項目施工前期,設計人員應注重完善隧道的排水系統(tǒng),采用質量良好的防水設備,避免由于黃土軟化發(fā)生隧道塌陷,導致隧道施工難度加大。
在隧道洞口施工前,作業(yè)人員應先對洞口處的地貌進行勘察,由于黃土本身的特性,施工中黃土的含量可能會增加,致使周圍的圍巖強度發(fā)生變化,加上黃土地表溝壑明顯,新舊黃土以及土石之間界限分明,導致施工難度加大,因此應提前制定出安全支護措施。施工中先查看隧道洞口的位置,避免處于偏壓或淺埋的位置,導致洞口穩(wěn)定性下降,同時將實際施工范圍進行標記,便于工作人員展開挖掘工作,不斷完善隧道內部的排水系統(tǒng),保障進洞的安全,由于黃土隧道一般建造在黃土梁上,自身位線位置較高,用橋隧和路隧相連,令施工難度加大。另外,施工方案如果采取明洞或橋臺的設計,作業(yè)人員應安裝支護措施,增加洞口的安全性。除此之外,洞口若處于偏壓狀態(tài),則必須安裝減載和反壓設備,防止支護裂開,淺埋洞口處,施工人員應調整黃土的明暗位置,采取“先縮后伸”的施工方案,保證明洞的安全延伸,例如,樊家溝2 號隧道(改MDK57+710~改MDK57+855.1),長度145.1m(明洞59.1m、暗洞86m),項目施工前,必須提前安裝支護設備,為三臺階挖掘做好準備。
開展隧道洞口段的施工中,首先,需確保作業(yè)人員的進洞安全,施工中必須嚴格按照安全生產的要求,其次,采用超前管或導管灌漿加固地層,根據地層的特征,相應調整挖局長度,加大拱腳減少黃土地面的承重力,然后噴射混凝土,安裝支護設備,及時采取封閉措施,增強隧道的強度,最后,加強隧道的監(jiān)控測量,同時記錄數據,通過數據及時掌握洞內黃土土體及地表的位移和強度,保障施工項目的順利進行。在黃土隧道洞口段的施工中,必須嚴格根據施工圖紙指導施工,避免隧道內部掌子面的變形,提高掌子面的穩(wěn)定性。另外,作業(yè)人員應加緊第一組襯砌的工作,便于及時開展第二組襯砌工作,保障洞口段的作業(yè)安全。
洞身挖局通常采用CRD、中隔壁、臺階法等,在黃土地段洞身通常采取三臺階七步的挖掘方法,同時利用超前注漿的支護,提高洞身的穩(wěn)固性,臺階法挖掘前必須嚴格按照設計方案中的臺階長度進行挖掘,例如,樊家溝1 號隧道(改MDK57+229.6~改MDK57+440),長度210.4m(明洞27.4m、暗洞183m),其采用三臺階臨時仰拱法開挖,該隧道為Ⅴ級黃土隧道,每循環(huán)進尺則為1 榀,臺階長度為5 到8 米。同時支護初期及時對臺階進行封閉,減少對隧道的干擾。另外,在黃土地段施工時應注意地基的承載能力,工作人員應定期監(jiān)測地面的承載能力,令工作人員及時對軟基地面采取支護措施,確保施工安全,隧道附屬的洞室
也需要采取支護措施,避免與二次襯砌同時進行。總而言之,無論采取哪種挖掘方式,都要嚴格按照施工方案,控制好挖掘的長度和深度,減少對黃土層的影響,防止隧道坍塌。
二次襯砌工作是黃土隧道施工的關鍵內容,在施工中嚴格控制二次襯砌和掌子面的位移,保障施工安全,由于部分黃土地層遇水容易發(fā)生坍塌,因此工作人員必須做好排水工作,購買質量良好的防水板、防水帶和排水管,同時由管理人員做好排水系統(tǒng)的質量驗收,確保隧道的施工安全,二次襯砌是保障隧道安全穩(wěn)定的最后一項工作,可以采用防滲透功能的鋼筋進行二次襯砌,提高隧道的穩(wěn)定性,通常在二次襯砌作業(yè)完成后,施工人員的安全風險明顯減少。
為了保障黃土隧道的安全施工,必須加強施工人員的安全培訓,提高其安全意識,加強管理人員的意識,控制好施工的工序和施工環(huán)節(jié),從根源上避免項目出現漏洞,影響作業(yè)人員的人身安全。同時企業(yè)應做好應急處理措施,定期進行救援練習,做到“及時反應、有效救援”,降低企業(yè)的經營風險,保證項目安全順利開展。另外,管理人員要做好地質監(jiān)測工作,采取最新的技術手段,進行超前地質預報和監(jiān)測,及時分析監(jiān)測數據,指導工作人員的施工工作。除此之外,建筑企業(yè)應增加資金投入,購買質量良好的防護設備,確保施工的安全,杜絕安全隱患。
總而言之,在濕陷性黃土地區(qū)的隧道施工控制的過程中,必須要做好安全管理工作,保證工作人員的生命安全,因此建筑企業(yè)要重視隧道的質量控制,加強工作人員的安全責任意識,確保隧道項目的順利開展。