路桥工程中的黄土隧道施工与安全控制 张军

发表时间:2020/6/10   来源:《基层建设》2020年第4期   作者:张军
[导读] 摘要:近些年隧道施工的事故发生频率非常高,尤其在一些特殊地质条件情况下,比如湿陷性黄土的施工难度非常大,对施工人员的安全有一定影响。
        中铁北京工程局集团第一工程有限公司  陕西省  710000
        摘要:近些年隧道施工的事故发生频率非常高,尤其在一些特殊地质条件情况下,比如湿陷性黄土的施工难度非常大,对施工人员的安全有一定影响。想要提高湿陷性黄土隧道施工安全,就要认真分析湿陷性黄土的特点,分析问题出现的原因。文章分析了湿陷性黄土对隧道的影响,探讨了路桥工程中的黄土隧道施工与安全控制。
        关键词:路桥工程;黄土隧道;安全控制
        引言
        隧道工程是路桥项目中非常重要的一部分,想要确保路桥项目顺利完成,必须重视隧道工程的质量。隧道工程的工作量、难度都是很大的,尤其在特殊地质下,湿陷性黄土就是一种特殊的地质,这种地质对隧道的建设很有挑战。因此,研究路桥工程中的黄土隧道施工与安全控制具有重要的意义。
        1.湿陷性黄土对隧道的影响
        在路桥隧道建设中,湿陷性黄土是一种十分特殊的土壤类型,由于在湿陷性黄土中含水量很大,所以在隧道施工中容易出现塌方的情况。这种情况对施工的安全有很大的影响,特别是对路桥建设来说影响更大。所以,通过对湿陷性黄土的了解研究,发现湿陷性黄土对隧道的影响非常大,主要表现在以下几个方面:
        第一,湿陷性黄土中含水量过大,对隧道建设有不利的影响。由于湿陷性黄土的含水量较多,所以土质比较湿滑,在湿陷性黄土中进行隧道建设难度很大,对隧道整体的质量都会有影响。
        第二,湿陷性黄土地质松软,影响隧道结构的建设。在隧道修建过程中,由于黄土地质松软,对隧道结构的建设有一些影响,不利于隧道建设的进行。
        第三,湿陷性黄土的整固性较差。由于湿陷性黄土含水量丰富,导致整个土地的土质非常疏松,以至于整体的牢固性很差。在进行隧道建设的过程中,容易出现安全事故。
        由此可见,湿陷性黄土的含水量丰富,地质疏松,地质结构差。这些因素在隧道建设过程中严重影响施工的顺利进行。如果不能好好的解决这些问题,所制订的策略如果不符合这种地质的特点就无法顺利的完成隧道建设,有可能还会发生安全事故。
        2.路桥工程中的黄土隧道施工技术要点
        2.1洞顶陷穴处理
        为了保证湿陷性黄土隧道安全施工,对洞顶周围陷穴进行处理,目的是防止雨水从陷穴渗入隧道。在隧道开挖前,施做时先清理陷穴里面影响施工及质量的垃圾,再人工按照预先策划的形状进行修整,至符合施工要求,从陷穴底部采用拌和好的三七灰土,人工配合小型机具分层回填、夯实,在距地面约 1m 处,扩大陷穴顶口尺寸,三七灰土回填高于地面二层,且不小于30cm。陷穴四周 2m外人工开挖临时排水沟,人工采用 M7.5 砂浆将水沟底部及两侧进行抹面,排水沟根据排水要求设置 5%的纵坡,确保排水沟流水畅通。
        2.2零扰动进洞,保证洞口段稳定
        黄土隧道洞口段土体稳定性较差,局部存在溜塌、陷穴和滑坡等不良地质,施工安全风险较高。我们遵循“早进晚出”的施工原则,根据现场自然地形地貌和自然环境,在黄土隧道洞口段采取不刷坡或少刷坡的方法,尽量减少施工扰动,力争实现零扰动进洞。超前支护优先采用 Φ42 小导管。
        2.3严格控制开挖工艺,合理设置预留变形量
        开挖采用挖掘机配合松土器进行开挖,进尺不超过 2 榀,一般预留 10cm 至 20cm 人工修整层;土石分界段落,优先选用机械开挖;若遇机械开挖困难,需爆破松动时,遵循“多打眼,少装药”的爆破原则,尽量减少爆破扰动影响。

采用先爆破松动,后机械修整的施工顺序。预留变形量设置为 10cm~30cm,根据揭示的地质条件和监控量测数据动态调整,防止发生初支侵限和过大超挖。
        2.4 隧道开挖完成,初期支护及时跟进
        为了保证湿陷性黄土地段顺利施工,消除湿陷性,开挖后及时施工初期支护。支护措施采用格栅钢拱架、锚喷网混凝土及锁脚锚管联合支护。初期支护施工按照铁道部安全步距要求,及时进行施做。格栅钢拱架按设计位置用立供机安设,安设过程中出现格栅钢架与混凝土初喷层之间存在较大缝隙时,加设垫块。锚管支护施工的关键是注浆,结合工程实际,注浆时封堵孔口,注浆管插至距孔底 5 厘米至 10 厘米处,水泥浆注入,慢慢匀速拔出注浆管,注浆完成后,迅速把锚管插入,把锚管和格栅钢拱架焊接牢固,增加稳定性和刚度。喷射作业是初期支护施做当中最关键而紧张的一步工序,要求湿喷机械手按设计分层喷射初支混凝土至设计厚度。
        3.黄土隧道施工安全控制
        3.1构建完善的安全管理体系
        安全管理体系利于更好地保障隧道工程施工作业的安全行。在开展隧道作业的时候一定要对该工程的情况和性质进行深入行的调查,包括施工单位情况、安全监理单位情况等。对各个管理单位的情况进行分析和调查,并结合工程施工的情况,对所存在的安全隐患和风险性进行预测,并制定相应的防护措施,做到防患于未然。
        3.2安全控制管理措施
        为了更好地保障施工技术的应用效果,降低安全事故发生的概率,要积极做好各项安全教育工作、检查工作。在施工之前对施工人员的技术水平和专业知识进行培训和指导,同时还要加强安全防范措施和技术操作的实践考核,构建完善的安全管理体系。(1)构建隧道人员定位系统。隧道人员定位系统是集隧道视频监控系统、施工人员考勤、区域定位、安全预警、灾后急救、日常管理等功能于一体,也是国内技术领先、运行稳定、设计专业化的隧道施工现场监测系统。其能使管理人员随时掌握施工现场人员、设备的分布状况和每个人员和设备的运动轨迹,便于进行更加合理的调度管理以及安全监控管理,利于确保隧道作业顺利的开展。(2)完善隧道门禁系统。第一,人行通道门禁。在隧道口设置人行通道闸机,闸机的两侧设置两台人脸识别系统。当施工人员需要进洞时,首先需要进行人脸识别成功后,方可刷卡进入隧道。第二,车行通道门禁。在隧道安装车行通道闸机,两侧安装远程蓝牙传感器,当车辆进洞时蓝牙传感器扫描到安装在车里的蓝牙卡,发出开闸的指令,闸机就会自动开启,车辆顺利通过后闸机就会自动落下。系统自带遥控控制,当网络出了问题后,可通过遥控控制进行拾杆。
        3.3 实施监控机制
        对于隧道的施工安全,相关部门要完善监控机制。及时进行拱顶下沉、周边位移和地表沉降的测量,及时掌握周边的情况。在隧道施工的过程中,施工单位要根据设计文件或者相关的规范文件,对前方的风险地带写地质报告,为有可能发生的安全隐患提供及时报告,避免发生安全事故,对工作人员的人身安全也会更有保障。检测系统一旦发现问题,就要及时采取措施进行保护,并且对周围的岩石进行加固处理。根据周围岩石的条件和检测的资料确定合理的开挖进尺,保证开挖的质量和安全。一旦出现塌方事故,相关负责人就要快速确定塌方地点,确定被困人员的具体地点和人数,快速采取措施进行营救。
        结束语
        由于湿陷性黄土是一种十分特殊的土壤类型。这种土壤类型含水量大、地质疏松、牢固性差。这些问题严重影响着隧道的建设,一旦发生就会出现很重大的事故,还会造成人员伤亡。所以在设计隧道中,一定要针对土壤类型制定符合的策略进行隧道建设。
        参考文献:
        [1]李雅琦,王恩茂.湿陷性黄土隧道施工安全风险管理研究[J].低温建筑技术,2011,33(3):122-123.
        [2]马新民,贾东荣,谢君泰.路桥湿陷性黄土浅埋偏压隧道施工技术控制[J].铁道工程学报,2018,v.35;No.234(03):77-81.
 
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