【黄土隧道工程施工难点分析及解决措施7000字（论文）】

黄土隧道工程施工难点分析及解决措施目录TOC\o"1-3"\h\u摘要 11绪论 31.1研究目的及研究意义 31.2文献综述 42几种常用的隧道施工处理措施 52.1垫层法 62.2预浸水处理法 62.3先试水后运行法 72.4原土翻夯处理法 83施工前的准备及难点分析 93.1施工前的准备工作 93.2施工难点分析 94黄土隧道施工中的安全解决措施 104.1洞口施工安全控制 104.2洞口段施工安全控制 114.3洞体开挖施工安全控制 114.4隧道二次衬砌安全控制 124.5人员培训及应急救援 134.6构建管理体系 13结束语 14参考文献 151绪论1.1研究目的及研究意义黄土是一种强度低、承载力低的特殊土，容易湿陷或软化。因此，黄土隧道的结构具有一定的特殊性和复杂性。黄土隧道的发育非常复杂，地质条件非常复杂，而且隧道埋深不是很深，这就是为什么在挖掘过程中会有明显的变形。此外，由于黄土本身的承载力和强度较低，在施工过程中更容易出现塌方等相关问题，给施工带来较大的隐患。而且，由于黄土的成分多为颗粒，强度很低，特别是遇水后，黄土表层出现软化等不利条件，不利影响非常大。黄土隧道开挖时，会扰动黄土层，同时会出现地表沉降问题。黄土隧道地质一般可分为新黄土和老黄土，新黄土覆盖老黄土上部和隧道入口段，山体滑坡事故也将增加。此外，黄土土质很软，承载力不高，变化等相关特征非常明显。因此，在施工过程中存在很大的风险。特别是隧道体的支撑状态不足，会增加施工安全问题的可能性，因此施工人员需要准备更有效的前期措施，使黄土隧道在施工过程中更加安全[1]。目前，我国尤其是中西部地区对公路运输的需求不断增长，交通基础设施建设的动力十分强劲。但黄土高原地质十分复杂，在黄土地质条件下施工隧道存在安全隐患，坍塌等事故往往造成巨大损失。由于黄土隧道施工的复杂性，施工管理者需要对施工过程进行监控，严格控制隧道施工的施工措施，使安全管理工作能够有效开展。本文主要论述黄土隧道施工过程的安全控制，从而使施工质量以及施工效率获得全面保障。1.2文献综述目前，我国的公路运输量较大，尤其是中西部地区，交通基础设施建设的趋势变得非常强劲。但是黄土地质条件下修建隧道的过程中如果发生事故，如倒塌，往往会造成巨大的损失。黄土隧道施工因为其复杂性的特点，因此，施工管理人员必须更加合理的对施工的工序进行控制，严格管控隧道施工的措施，使安全管理工作能够有效落实。本文主要在黄土隧道施工过程当中的安全控制方面的问题进行深入的讨论，从而使施工质量以及施工效率获得全面保障。国外在隧道在其他行业的应用研究项目与风险管理研究方面显得薄弱。Einstein·H·H根据主要的风险分析了隧道施工的特点，遵循根据具体情况的想法，并做相关的研究。赖利•J根据隧道施工的后果按照风险类型可分为四类：人员伤亡;成本增加;时间增加;达不到要求等四种风险。Reilly将危险分析技术应用于斯德哥尔摩环路隧道并得出定期结论。HeinzDuddeck解释了如何对跨通道隧道、高山隧道进行风险评估。此外，日本的佐藤等人汇总了许多隧道事故，对危险进行了分类和汇总。近年来，中国隧道工程风险分析应用研究在我国发展起来。这主要是因为我国隧道建设工期短，隧道技术不发达。但随着我国经济特别是西部地区经济的发展，一系列隧道的建设在西部地区的建设中显得尤为重要，在隧道建设中建立风险分析的代价更大。同济大学丁世钊教授对地下工程建设中存在的风险进行了研究。同济大学陈龙教授系统阐述了隧道工程风险分析的研究框架和实施工具，探讨了隧道风险机制等基础设施问题。贾莎莎对公路隧道风险进行综合研究，完善公路隧道施工风险管理体系。贾建清在方斗大学研究了基于隧道开挖深度的隧道及地下工程支护老化的可靠性和风险管理。滕红军对地上建筑物的安全风险进行分类，开展隧道施工研究，提出相应的控制措施。针对软岩地层的施工特点和各种风险措施，李峰提出了应对各种风险因素组合产生的风险的几项有效措施，并制定了部分重大灾害应急预案。吕锋在重庆市自然科学基金重点项目“隧道山道路安全风险评估和安全管理系统”项目中，对隧道安全风险预警系统做了详细的研究。2几种常用的隧道施工处理措施目前，在我国湿陷性地区常用的隧道施工处理方法主要有垫层法、预浸水处理法、先试水后运行法、原土翻夯处理法。以下分别进行介绍：2.1垫层法垫层法是在渠道底部以下一定范围内开挖可湿性土层，在低于最佳含水率的地层中以一定体积比填充石灰土、水泥土或粘土进行压实或压实的方法。垫层法包括石灰石灰土垫层、水泥土垫层，石灰土垫是一种比较常用的垫层。灰土垫层的最佳灰分含量通常为2:8和3:7，但与石灰的品位有关，一般在CaO+MgO的总含量达到8%左右时最佳。在石灰土中，土壤物质参与化学反应，特别是土壤中的粘土颗粒或胶体颗粒与水泥有一定的活性。粘土含量越高，石灰土越强，土壤粒度不宜大于15毫米。石灰土必须压实或多层压实，多层虚拟路面的厚度通常在200-300毫米左右。水泥土垫层主要由局部超细纤维（风轴或河道疏浚等）或砂壤土制成，掺入少量水泥（总量的10-15%）、外加剂和适量的土水。2.2预浸水处理法预浸泡的方法是泡一个大面积的湿陷性黄土网站或部分提前,因此,土壤将会崩溃的作用下饱和自重压力和压实,以消除所有的重量湿陷黄土土层和深外部负载折叠。该方法已在宁夏、陕西、青海、甘肃等省部分灌区隧道施工治理中得到应用。一般先挖一段，长度为50m。浸出后，一般会出现不均匀沉降，同时沿隧道两侧出现大量纵向裂缝。这些裂缝的宽度和深度从隧道附近变宽变深，到远处变窄变浅。地基沉降处理后，先进行人工或机械调平，然后对土壤垫层进行调平，垫层厚度一般为0.5~1.0m，然后进行荷载试验确定合理的垫层厚度。预浸法适用于水源条件较好的地区。它的优点是不需要建筑材料、特殊或大型工具，也不需要大量的人力。在我们国家,有很多成功案例使用pre-immersion方法治疗建筑的基础,而且在许多情况下隧道的治疗基础,第二阶段等方面应在陕西省,白色的甘肃省草原主要运河,运河东部主要在青海省小雨河,宁夏强海抽水工程。而预浸法只能用于处理自重型湿陷性黄土，不适用于ⅰ级和ⅱ级非自重型湿陷性黄土，这主要取决于黄土本身的性质。自重型湿陷性黄土具有较高的可溶性盐含量，是非自重型湿陷性黄土的716~815倍。土的湿陷敏感性强，变形大，被水溶解后结构强度损失较大。浸没在水中后，很小的压力就可以克服周围土壤的摩擦阻力，沉降比较剧烈。此外，预浸处理法还存在浸渍时间长、耗水量大的问题。一般需要30~60天以上，而且由于隧道段水干后才能开挖，对工期影响较大。现有的工程实践使得难以在施工前长期预订，并且不需要提前很长的预淬时间。因此，对于工期紧的工程，即使是变形量大的湿陷性黄土，也应慎用预浸处理法。在一些工程中，由于预浸时间估计不足，造成工期严重延误。2.3先试水后运行法自重式湿陷性黄土隧道开挖后，无混凝土或其他材料衬砌，先试水运行一段时间后灌溉，使其完全湿陷，在止水修复期间干燥，然后采用混凝土板或其他防渗材料衬砌。实际上，操作前试水法与预浸水法相似，也用于处理隧道基础的湿陷性。不同的是，在试运行过程中，隧道基础被隧道水浸泡。该方法于1980年代将该方法应用于宁夏古海灌区，但效果并不理想。这种工法的优点是可以提前应用，无需延长工期，从而降低了浸泡成本。缺点是水下试运行时泄漏量比较大，是气泡泄漏量的两倍多，后期隧道维护工作量也比较大。隧道内的建筑物必须以这种方式进行预浸，这种方法不适用于填方隧道，因为填方隧道在沉降后容易破洞。而且渠段有洞、鼠洞、墓坑、暗缝等隐患不宜使用，极易造成大量渗漏。这种方法要慎用，不仅浪费水，而且在第一次试水时也不容易保证操作的安全性，因此应谨慎使用。2.4原土翻夯处理法湿陷性黄土隧道开挖后，在开挖断面的基础上翻土压实。根据宁夏的经验，夯实深度通常为80-150厘米。对于自重可折叠黄土隧道，夯实深度可能更大。对于非自重的湿陷性黄土隧道，夯深可以更小一些，或者不夯。可消除隧道受压深度黄土塌陷，提高隧道地基承载力。所谓原土夯实，是指在湿陷性黄土隧道开挖和隧道开挖段的基础上，对原土开挖压实进行扩大。可消除隧道受压深度黄土塌陷，提高隧道地基承载力。再加上隧道防渗，该法对非自重湿陷性黄土和自重湿陷性黄土隧道地基的处理非常有效，可以完全防止隧道沉陷。由于其结构简单、成本低廉，在我国西部地区得到广泛应用。是一种实用、经济的工程措施。根据宁夏的经验，夯深通常为80-150厘米。对于自重湿陷性黄土隧道，夯深可能更大。对于非自重的湿陷性黄土隧道，夯深可以更小。3施工前的准备及难点分析3.1施工前的准备工作开工前，施工人员必须完成多项工作，如施工人员必须严格审图，再审黄土地质地貌，编制施工方案，完成施工技术交底等相关工作。在开展任何相关业务之前，员工必须及时进行调查，准确编制调查结果，此外，工作人员还要认真详细的检查以及核对施工图纸，了解其中有可能产生的问题，并及时提出解决方案，在确保地质和设计相互之间符合的前提下，要充分根据施工的实际情况，编制黄土隧道的施工方案，然后，要完成施工技术交底活动，使工作人员熟练掌握黄土隧道在施工过程当中的一些关键环节，并且了解其中有可能产生的风险，及时采取相应的措施对其控制，并妥善的安排安全应急措施[2]。3.2施工难点分析在隧道施工过程中，岩石和土壤是应力作用下的围岩。分析围岩稳定性的基础是围岩的变形。在隧道开挖和施工过程中，围岩的变形包括三个部分：一是隧道工作面的挤压变形；二是隧道面的挤压变形。另一种是围岩的沉降，形成沉降槽。第三是隧道周围的围岩会聚，如图1和图2所示[4]。图1掌子面挤出变形和地表沉降图2拱顶下沉和周边岩层收敛随着施工的进行，软弱围岩的变形将经历三个阶段：一是弹性变形。另一种是弹性变形+塑性变形；第三是塑性变形+蠕变变形。其中，当软弱围岩变形时，塑性变形占主导。如果围岩结构的稳定性差并且变形持续很长时间，则变形区域将继续扩大。只有做好辅助工作，才能保证施工安全。首先，在施工过程中出现大面积中断的情况下，要及时对开发面进行喷网支护，使地表始终保持稳定状态。此外，在封闭过程中，监测人员不能停止对隧道体的监测和测量，终坚持对黄土隧道进行监控测量，确保施工安全。其次，水对黄土性能的影响非常明显，工作人员应改进排水系统的设计，防止黄土因接触水而软化，增加施工难度。第三，从现有的施工实践经验来看，在施工过程中，由于黄土的含水率会在不经意间逐渐增加，产生不利影响。黄土的地质表面极有可能存在比较明显的侵蚀沟渠，新黄土与老黄土的界限非常清晰，甚至还有泥土和石头的界限。在该区域的建设过程中，需要结合地质预报，从而制定出更加安全有效的防护措施。4黄土隧道施工中的安全解决措施4.1洞口施工安全控制洞口施工前，先检查洞口段的地形，检查洞口段是否为浅埋或低滑坡范围，了解实际范围，同时施工洞口段。重要的是，只有在可能有系统的情况下，才能确保进入隧道的安全。一是一般情况下，黄土隧道洞口大多集中在黄土梁上，但在施工过程中普遍存在边坡比较陡的问题。此外，由于黄土隧道的入口往往由桥梁或隧道连接，其自身线路的位置非常高，需要及时控制相应的技术，为可能出现的风险做好准备。需要注意的是，如果在洞口之中进行明洞或是桥台施工操作，工作人员需要及时考虑相关的防护措施，以确保施工的安全性[3]。其次，如果是在较大的偏压下进行洞口施工的，那么减载以及反压工作的开展就是非常重要的，可以有效地防止之后的施工产生支护开裂等相关安全隐患，也可以避免有可能会产生的开发初期变形的情况。再次，在一般情况下，如果洞口是在一种浅埋段的区域中，工作人员必须要对明暗交界处进行一定的调整，然后才能够进入暗洞。一般情况下比较常见的施工方式是先缩后伸，根据现场施工的实际条件，工作人员要确保明洞可以获得有效延长。最后，如果施工的洞口在滑坡体处，那么工作人员就必须要及时准确的判断滑坡体的稳定性以及成因等，然后再根据其实际施工情况，通过有效的施工技术及时进行安全控制。4.2洞口段施工安全控制在洞口施工的过程当中，路桥工程里面的黄土隧道洞口段的施工，很有可能会扰动整个山体。为了可以让工作人员在扰动的情况下更加顺利的进洞，保障进度的安全性，在施工过程中要坚持并始终保持平稳、平稳的工作，以确保人员进洞更加顺利，确保施工过程的安全。在进洞施工过程中，相关人员通常需要采用管棚先进支护措施进一步加强管棚支护，然后开始开挖支护洞口部分。除了必须选择不同的方法来完成不同情况下的支持需求外，工作人员还必须确保在小面构建开始一定距离后，逆向工作继续进行。洞口施工过程中，工作人员必须严格按照设计图纸要求进行施工作业，并根据现场实际情况，迅速开挖支护和密封措施，尽量减少可能发生的变形。不仅如此，工作人员也需要让第一组衬砌施工的进度尽量加速，只有尽早开展二次衬砌方面的工作，才能够让洞口段的施工更加安全[4]。4.3洞体开挖施工安全控制洞体开挖在黄土隧道施工中十分重要，也是安全技术控制的关键环节。主要是因为在这个施工阶段，隧道可能存在塌方、塌方等施工隐患。因此，员工在管理安全技术的过程中，应注意以下几个方面：首先，在选择开挖方法的过程中，可以根据情况选择各种开挖方法来完成黄土隧道体的开挖。施工过程中，密切关注施工现场可能出现的情况，更有效的是在洞体两侧设置台阶，使洞体在开挖完成后仍能保持一定的稳定性[5]。其次，在黄土隧道洞体的开挖过程中，操作人员和开挖机必须相互默契配合，必须按照设计要求准确使用机器进行开挖。大多数机器开挖将确保一致的光洁度表面，在机器开挖后，工作人员必须及时修整该部分以成为标准部分。第三，应尽量避免对支架进行过度开挖，在开挖洞穴时，工作人员应尽可能了解周围的地质情况，避免对土壤产生机械扰动，减少坍塌的可能性，以便顺利施工。开挖完成后，应尽快完成支护和密封工作，并及时进行监测测量。在施工的过程中，按照监控测量得出的数据反馈，对支护措施进行调整，使施工更加安全。不仅如此，在挖掘的过程当中，要尽量防止机械出现多次挖掘，一旦产生的超挖情况，要及时喷射混凝土将超挖的部分填平。4.4隧道二次衬砌安全控制工作人员在黄土隧道施工的时候，要严格对二次衬砌和开挖掌子面相互之间的距离进行控制，确保施工始终安全。一些黄土隧道容易出现裂缝水，所以黄土隧道工程人员更要注意防水和排水工程的质量，尤其是防水板或排水盲管等相关材料。防水、排水材料必须符合质量要求，进场即验，施工中的技术控制也很重要。必须确保在施工的各个环节及时进行质量控制和质量审批，确保施工始终安全可靠。这道工序对整个隧道施工是非常重要的，也是施工安全最后的一道封尾的工序，黄土隧道大多会使用具备抗渗功能的钢筋混凝土完成二次衬砌的工作。目前，混凝土大部分都必须要通过拌合站，来进行集中生产，然后再使用混凝土的运输车，将混凝土运输到现场当中去。再经过混凝土的运输泵送进二衬模板台车，通过振捣器完成振捣任务，然后再根据正常流程进行施工。一般情况下在完成二次衬砌之后，隧道施工的安全度将会获得大幅度提升，有可能产生安全风险的概率也会明显降低[6]。4.5人员培训及应急救援在施工的过程当中，要尽量加强人员的培训，并且从工序以及施工方法的控制方面入手，尽量强化管理人员在管理方面的意识，在根源上掐灭工程问题有可能产生的风险。为了让施工任务可以更加顺利的完成，对一些突发事件制定应急响应机制也是非常重要的。工作人员在日常训练的过程中，要重视救援演练，一旦出现任何问题，可以做到及时反馈和及时救援，只有这样，才能全面提高企业整体的抗风险能力，这也正是促使工程建设更加安全的重要手段之一。4.6构建管理体系在路桥工程建设过程中，对黄土隧道施工进行安全管理十分重要。首先，要建立比较完善的管理体系，工作人员必须掌握项目的建设特点，建立比较完善的管理机构。此外，有关人员应对黄土隧道施工的施工特点和施工衔接进行综合分析，了解施工中可能出现的主要风险，提出更具体的应急预案。此外，员工必须及时识别可能存在的风险，系统地进行施工安全管理。在管理过程中，路桥工程要利用好第三方监测手段，全面提高黄土隧道的安全性和施工质量。黄土隧道的施工监控是整个隧道施工中非常重要的一部分，能快速了解各个施工衔接中可能出现的问题。第三方监测工具可以使黄土隧道施工决策更加准确，使隧道支护体系更加完整。结束语综上所述，为及时控制黄土隧道施工完成过程中可能出现的风险，工