唐瑞亮

（甘肅恒科交通工程監(jiān)理有限公司，甘肅 蘭州 730000）

近年來(lái)，中國(guó)交通建設(shè)飛速發(fā)展，越來(lái)越多的公路項(xiàng)目涌現(xiàn)于黃土地區(qū)。黃土地區(qū)作為我國(guó)的主要地貌類型之一，具有其特殊的地質(zhì)特點(diǎn)和工程環(huán)境。在這樣的地質(zhì)條件下，公路建設(shè)面臨著一系列挑戰(zhàn)，特別是隧道施工。隧道是公路建設(shè)中的重要組成部分，它不僅能夠有效解決地形復(fù)雜、交通阻塞等問(wèn)題，還能提高公路通行效率，降低交通事故發(fā)生率。然而，黃土地區(qū)的隧道施工也面臨著許多困難和隱患。為了保障黃土地區(qū)公路隧道的施工質(zhì)量和安全性，必須深入研究該地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)和工程環(huán)境，分析已有的施工技術(shù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出相應(yīng)的技術(shù)措施和安全管理方法。文章旨在針對(duì)黃土地區(qū)公路隧道施工技術(shù)及安全問(wèn)題進(jìn)行深入研究，為黃土地區(qū)公路隧道施工提供參考和借鑒，推動(dòng)黃土地區(qū)交通建設(shè)取得更大的進(jìn)步。

1 黃土地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)和工程環(huán)境對(duì)隧道施工的影響

1.1 黃土地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)

黃土地區(qū)是我國(guó)特有的地貌類型之一，其主要特點(diǎn)是由黃色粘土組成的特殊土層。這種土層形成于新生代晚期，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的風(fēng)化過(guò)程。黃土具有較高的黏結(jié)性、較弱的抗剪強(qiáng)度以及較大的含水量變化范圍，其構(gòu)造性較差，容易受水侵蝕、干濕循環(huán)的影響而發(fā)生收縮膨脹。此外，黃土地區(qū)還存在著豐富的溝谷和褶皺構(gòu)造，地下水體較發(fā)達(dá)，地下脈絡(luò)復(fù)雜。

1.2 工程環(huán)境因素對(duì)隧道施工的影響

工程環(huán)境因素對(duì)隧道施工具有重要影響。首先，黃土地區(qū)的氣候條件常常變化多端，季節(jié)性的干濕循環(huán)可能導(dǎo)致黃土的體積變化，影響隧道圍巖的穩(wěn)定性。濕潤(rùn)條件下，黃土變得粘稠，隧道施工可能面臨涌水、滑塌等問(wèn)題；而在干燥條件下，黃土則可能產(chǎn)生收縮裂縫，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)造成影響。其次，黃土地區(qū)常年受到風(fēng)蝕和水蝕的影響，這可能導(dǎo)致施工場(chǎng)地表面的土壤松散，給隧道進(jìn)口和出口的施工帶來(lái)困難。溝谷和丘陵地形也會(huì)對(duì)隧道線路布置和縱斷面設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響，增加了隧道設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。因此，在黃土地區(qū)進(jìn)行隧道施工時(shí)，必須充分考慮工程環(huán)境因素的影響，采取適當(dāng)?shù)氖┕ご胧┖椭ёo(hù)措施來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化、地表風(fēng)蝕和水蝕等問(wèn)題，保障隧道施工的穩(wěn)定進(jìn)行和安全性。同時(shí)，對(duì)于丘陵地形的處理，需要科學(xué)合理地規(guī)劃線路，確保隧道建設(shè)符合地形起伏特點(diǎn)，以確保工程質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展。

2 黃土地區(qū)公路隧道施工技術(shù)

2.1 地質(zhì)勘察和評(píng)價(jià)

由于黃土地區(qū)的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，地質(zhì)勘察是深入了解地層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、地下水位等關(guān)鍵信息的主要手段。通過(guò)充分了解地質(zhì)特點(diǎn)，可以預(yù)測(cè)潛在地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，為隧道施工提供科學(xué)依據(jù)。在地質(zhì)勘察中，應(yīng)采用多種手段，包括地質(zhì)鉆探、地質(zhì)雷達(dá)、巖土力學(xué)試驗(yàn)等技術(shù)，以獲得地質(zhì)數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性。通過(guò)樣本分析和實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，了解黃土的物理性質(zhì)、力學(xué)特性和水文地質(zhì)條件，為隧道設(shè)計(jì)和施工提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。地質(zhì)評(píng)價(jià)是在地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)上，根據(jù)地質(zhì)特征和地下水位變化等因素，對(duì)隧道施工的可能影響進(jìn)行綜合評(píng)估。評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)于隧道的線路選擇、斷面設(shè)計(jì)、施工方法選擇和支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等具有指導(dǎo)意義。

地質(zhì)勘察和評(píng)價(jià)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性直接影響到隧道施工的安全和穩(wěn)定性。因此，必須高度重視地質(zhì)勘察和評(píng)價(jià)工作，確保數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，針對(duì)黃土地區(qū)特有的地質(zhì)特點(diǎn)，采取合理的隧道設(shè)計(jì)和施工措施，確保隧道的安全和持久穩(wěn)定。此外，在隧道施工過(guò)程中，還應(yīng)不斷進(jìn)行地質(zhì)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，及時(shí)調(diào)整施工方案和支護(hù)措施，應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的地質(zhì)問(wèn)題，確保隧道施工順利進(jìn)行。

2.2 隧道設(shè)計(jì)與支護(hù)

在進(jìn)行隧道設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮黃土的特性，如黏性、塑性、含水量以及其與周圍巖土體的相互作用等。這些特性決定了黃土地區(qū)隧道施工面臨的挑戰(zhàn)和難度。為了確保隧道的穩(wěn)定和安全，需要對(duì)黃土地區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行細(xì)致的分析和評(píng)價(jià)。地質(zhì)勘察中要獲取地層的詳細(xì)信息，包括黃土的層位、厚度、含水量、壓縮特性等。通過(guò)巖土力學(xué)試驗(yàn)，獲得黃土的力學(xué)參數(shù)，如抗剪強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、變形模量等。這些數(shù)據(jù)是隧道設(shè)計(jì)和支護(hù)的基礎(chǔ)。在隧道設(shè)計(jì)中，需要選取合適的隧道斷面和支護(hù)結(jié)構(gòu)。針對(duì)黃土的特性，可以考慮采用噴射混凝土襯砌、鋼拱支護(hù)、錨桿支護(hù)等技術(shù)。噴射混凝土襯砌能夠在隧道壁面形成一層堅(jiān)硬的混凝土保護(hù)層，增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性。鋼拱支護(hù)可以分擔(dān)地層壓力，提高隧道的整體承載能力。錨桿支護(hù)能夠通過(guò)預(yù)應(yīng)力效應(yīng)，固結(jié)周圍土體，減少圍巖位移和沉降。支護(hù)結(jié)構(gòu)的選取應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保施工的安全和有效。另外，隧道施工過(guò)程中要注意地質(zhì)災(zāi)害的防治。黃土地區(qū)容易發(fā)生塌陷、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，因此需要加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理地質(zhì)災(zāi)害隱患。在地質(zhì)災(zāi)害防治中，可以采用地下水排泄、注漿加固、開(kāi)挖與導(dǎo)管超前支護(hù)、型鋼拱排布等輔助法配合使用的技術(shù)，確保隧道施工的安全。

2.3 施工方法選擇

在黃土地區(qū)公路隧道施工中，施工方法的選擇是影響工程效率和施工質(zhì)量安全的重要決策。由于黃土地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜多變，選擇適合的施工方法對(duì)于確保施工的安全和順利進(jìn)行至關(guān)重要。為減少對(duì)土體的擾動(dòng)，普遍采用的施工方法是機(jī)械掘進(jìn)法，不宜進(jìn)行鉆爆施工。在掘進(jìn)施工時(shí)，需要根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果、黃土的特性、圍巖等級(jí)、支護(hù)類型、埋深、斷面形式以及開(kāi)挖后的應(yīng)力分布特征等具體情況，合理選擇開(kāi)挖方式和掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備，以確保施工的穩(wěn)定和安全。對(duì)于黃土隧道淺埋、偏壓、小凈距段，宜采用超前支護(hù)措施，如：超前長(zhǎng)管棚、超前小導(dǎo)管等。超前長(zhǎng)管棚一般設(shè)置于隧道兩端洞口，防止隧道開(kāi)挖塌方和仰坡變形；超前小導(dǎo)管適用于 V、IV級(jí)圍巖段，主要防止隧道開(kāi)挖發(fā)生塌方，以提高開(kāi)挖面的穩(wěn)定性。盾構(gòu)法也是適用于黃土地區(qū)的一種施工方法。盾構(gòu)機(jī)可以在地質(zhì)較為穩(wěn)定的情況下進(jìn)行施工，減少地質(zhì)擾動(dòng)和地下水涌入的風(fēng)險(xiǎn)。盾構(gòu)法適用于較長(zhǎng)隧道和地下水位較高的區(qū)域，但在施工過(guò)程中需要嚴(yán)密監(jiān)測(cè)地質(zhì)情況，確保盾構(gòu)機(jī)的穩(wěn)定和施工效率。對(duì)于深埋隧道，涌水問(wèn)題是常見(jiàn)的挑戰(zhàn)。因此，在施工過(guò)程中需要采取相應(yīng)的抗涌水措施，如噴射混凝土襯砌或預(yù)埋注漿管，以防止水的滲入和影響施工進(jìn)度。此外，施工方法的選擇還需考慮施工人員的技術(shù)水平和裝備條件，應(yīng)確保施工人員具備相應(yīng)的技術(shù)知識(shí)和施工經(jīng)驗(yàn)。為保證施工質(zhì)量及安全，提高施工效率，隧道施工應(yīng)積極推進(jìn)“機(jī)械化換人，自動(dòng)化減人”，大力推行“四機(jī)一模五臺(tái)車”為核心的機(jī)械化集群作業(yè)模式。

2.4 隧道通風(fēng)與環(huán)境保護(hù)

在施工過(guò)程中，隧道通風(fēng)的設(shè)計(jì)和管理對(duì)于保障隧道內(nèi)空氣質(zhì)量，保證行車安全和乘車舒適具有重要作用。針對(duì)黃土地區(qū)隧道施工的特點(diǎn)，通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)隧道長(zhǎng)度和形狀合理設(shè)計(jì)，以確?？諝獾难h(huán)和氧氣供應(yīng)。通風(fēng)系統(tǒng)通常包括進(jìn)風(fēng)井和出風(fēng)井，通過(guò)調(diào)整通風(fēng)井的位置和尺寸，實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)效果。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還要考慮黃土地區(qū)常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，如滑坡和塌陷，以防止災(zāi)害氣體進(jìn)入隧道，保障隧道施工的安全。隧道施工過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣和粉塵是主要的環(huán)境污染源。因此，需要采取相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)措施，減少尾氣和粉塵對(duì)周邊環(huán)境的影響?？梢栽谑┕がF(xiàn)場(chǎng)設(shè)置合理的排風(fēng)系統(tǒng)，及時(shí)排除施工過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體和粉塵。此外，還可以采用濕式除塵設(shè)備和過(guò)濾器等技術(shù)，對(duì)排放的尾氣和粉塵進(jìn)行處理，達(dá)到國(guó)家相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。在隧道通風(fēng)與環(huán)境保護(hù)方面，還需要考慮能源的節(jié)約和利用。可以采用新型的節(jié)能通風(fēng)設(shè)備和技術(shù)，如風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源，來(lái)驅(qū)動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)，降低能源消耗，減少對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí)，應(yīng)對(duì)施工廢棄物和污水的排放進(jìn)行合理控制，遵守環(huán)保法規(guī)，最大程度地保護(hù)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境。對(duì)于產(chǎn)生的污水，可以采用分離處理和回收利用，減少對(duì)地下水的污染。施工廢棄物也應(yīng)進(jìn)行分類處理和回收利用，降低對(duì)土地的占用和資源的浪費(fèi)。

2.5 施工監(jiān)測(cè)與控制

隧道施工過(guò)程中，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，地下水位和地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)較高，因此需要采取科學(xué)有效的監(jiān)測(cè)與控制手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理施工過(guò)程中的問(wèn)題，保障隧道施工的安全和穩(wěn)定進(jìn)行。監(jiān)測(cè)與控制手段主要包括以下幾個(gè)方面：①地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)：通過(guò)安裝地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)隧道施工過(guò)程中可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，如滑坡、塌陷等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)將為隧道施工提供預(yù)警和預(yù)防措施，保障施工的安全。②地下水位監(jiān)測(cè)：地下水位是影響隧道施工的重要因素之一。通過(guò)地下水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)掌握地下水位的變化情況，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整排水方案和支護(hù)措施，確保隧道施工面的干燥。③支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)：對(duì)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，了解支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力情況和變形情況。通過(guò)支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，保障隧道支護(hù)的穩(wěn)定性和有效性。④沉降監(jiān)測(cè)：地表沉降是隧道施工中常見(jiàn)的影響因素。通過(guò)沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)施工區(qū)域的地表沉降進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保施工對(duì)周邊環(huán)境的影響處于合理范圍內(nèi)。⑤施工噪音監(jiān)測(cè)：隧道施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生噪音污染，影響周邊居民的生活。通過(guò)施工噪音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)掌握施工噪音的水平，采取隔音措施和施工時(shí)間調(diào)整等措施，減少對(duì)周邊居民的影響。技術(shù)性方面，監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)選擇準(zhǔn)確可靠的傳感器和儀器，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精確性。

3 黃土地區(qū)公路隧道施工安全分析

3.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)防措施

在黃土地區(qū)公路隧道施工中，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是確保施工安全的首要步驟。針對(duì)該地區(qū)特有的地質(zhì)條件和工程環(huán)境，需要對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面評(píng)估。首先，通過(guò)地質(zhì)勘察和評(píng)價(jià)，識(shí)別可能導(dǎo)致隧道工程失敗的地質(zhì)災(zāi)害，如滑坡、塌陷等。其次，對(duì)涉及到的施工技術(shù)、設(shè)備和人員進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，找出可能導(dǎo)致事故的因素。最后，考慮自然災(zāi)害、地下水涌入、施工噪音等對(duì)周邊環(huán)境和居民的影響，制定相應(yīng)的預(yù)防措施。預(yù)防措施方面，應(yīng)采取多種手段降低風(fēng)險(xiǎn)。在施工前，確保地質(zhì)勘察和評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性，避免因地質(zhì)情況未知而導(dǎo)致的意外。采用先進(jìn)的施工技術(shù)和設(shè)備，減少對(duì)黃土地質(zhì)的擾動(dòng)，降低地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。合理組織施工過(guò)程，制定詳細(xì)的施工方案，加強(qiáng)施工人員的安全培訓(xùn)，增強(qiáng)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力。同時(shí)，嚴(yán)格遵守相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)安全責(zé)任制，強(qiáng)化監(jiān)督檢查，確保施工全過(guò)程安全可控。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害防治

黃土地區(qū)公路隧道施工面臨地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)，因此地質(zhì)災(zāi)害防治至關(guān)重要。根據(jù)地質(zhì)勘察和評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)潛在的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行全面分析和預(yù)測(cè)。針對(duì)可能遇到的滑坡、塌陷、地面沉降等問(wèn)題，制定相應(yīng)的防治措施。在施工過(guò)程中，地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)是必不可少的。通過(guò)安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地質(zhì)體的位移、變形和地下水位變化等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并采取措施。此外，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整施工方案和支護(hù)措施，確保隧道施工的安全進(jìn)行。對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的防治，還需要注重保護(hù)生態(tài)環(huán)境。合理規(guī)劃隧道線路，避免破壞重要的生態(tài)系統(tǒng)，采取植被恢復(fù)和生態(tài)修復(fù)措施，減輕施工對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的影響。

3.3 施工過(guò)程中的安全管理

施工過(guò)程中，應(yīng)建立健全安全管理體系，確保各項(xiàng)安全措施得到有效實(shí)施。首先，需要制定詳細(xì)的施工安全計(jì)劃和操作規(guī)程，明確各個(gè)施工環(huán)節(jié)的安全要求。施工現(xiàn)場(chǎng)要進(jìn)行嚴(yán)格的安全巡查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患。安全培訓(xùn)也是不可忽視的一環(huán)。所有參與施工的人員都應(yīng)接受必要的安全培訓(xùn)，了解施工中的風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)急預(yù)案，提高安全意識(shí)和應(yīng)對(duì)能力。施工管理人員要嚴(yán)格遵守安全規(guī)定，強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)管理，做好施工現(xiàn)場(chǎng)的安全組織和指揮。同時(shí)，要與相關(guān)部門建立聯(lián)絡(luò)機(jī)制，及時(shí)了解天氣預(yù)警和地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，做好防范措施。

3.4 應(yīng)急預(yù)案與事故處理

應(yīng)急預(yù)案應(yīng)包括各類突發(fā)事件的處理程序、責(zé)任分工和應(yīng)急資源調(diào)配等內(nèi)容。應(yīng)急預(yù)案應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行演練和更新，確保施工過(guò)程中可以迅速、有效地應(yīng)對(duì)各種突發(fā)事件。一旦發(fā)生事故，要迅速啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，按照預(yù)定程序組織應(yīng)急處置。施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)立應(yīng)急指揮部，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)救援和事故處理。同時(shí)，要及時(shí)通知相關(guān)部門和群眾，保持信息暢通，防止事態(tài)擴(kuò)大和蔓延。事故后，要及時(shí)進(jìn)行事故調(diào)查，查明事故原因，總結(jié)教訓(xùn)，采取措施防止類似事故再次發(fā)生。對(duì)事故責(zé)任人要進(jìn)行追責(zé)問(wèn)責(zé)，以保障施工安全和質(zhì)量。通過(guò)健全應(yīng)急預(yù)案和事故處理機(jī)制，可以最大程度地減少事故損失，保障施工的安全和穩(wěn)定進(jìn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，黃土地區(qū)公路隧道施工技術(shù)的研究和安全分析是一項(xiàng)重要的工作，對(duì)于我國(guó)黃土地區(qū)的發(fā)展和交通建設(shè)具有重要意義。在未來(lái)的實(shí)踐中，應(yīng)繼續(xù)深入研究，不斷創(chuàng)新，探索更加科學(xué)和可行的技術(shù)和方法，為黃土地區(qū)公路隧道施工提供更加可靠和高效的解決方案，實(shí)現(xiàn)公路交通的安全暢通和可持續(xù)發(fā)展。