宋揚+王猛

摘要：本文對濕陷性黃土隧道的工程性質(zhì)進行了分析，主要從目前黃土隧道建設(shè)工程現(xiàn)狀、濕陷性黃土隧道工程環(huán)境以及濕陷性黃土隧道的濕陷變形評價方法三個方面進行闡述。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土隧道；環(huán)境等級；濕陷變形

0引言

濕陷性黃土隧道是指在黃土地區(qū)，公路、鐵路或者城市軌道中存在襯砌結(jié)構(gòu)的隧道。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的濕陷性黃土地區(qū)圖層厚度為40米，當隧道在這種土質(zhì)中建設(shè)時，會出現(xiàn)隧道施工變形導(dǎo)致塌方，或者在隧道運行中受到水的侵蝕導(dǎo)致變形。保證濕陷性黃土區(qū)隧道施工和運行安全，首先要對地質(zhì)情況進行勘察，對土力學(xué)性質(zhì)、水工水文性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)等進行計算檢測，并且嚴格控制施工過程。

1黃土隧道建設(shè)工程現(xiàn)狀

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通運輸業(yè)也面臨著更多的機遇和挑戰(zhàn)，近年來，我國公路交通和城市隧道建設(shè)迅速發(fā)展，大量交通隧道不可避免的穿越黃土區(qū)。穿過濕陷性黃土區(qū)的隧道被稱為濕陷性黃土隧道。上世紀末，由于黃土地區(qū)隧道工程數(shù)量的增多，黃土隧道施工方法也逐步進行了改善，由單工序發(fā)展為多工序、小斷面發(fā)展為大斷面。目前黃土隧道的施工方法主要有明挖法（蓋挖法）、暗挖（礦山法）法和盾構(gòu)法三種。明挖法就是直接從地表向下開挖，先開出地基，修好襯砌結(jié)構(gòu)之后再進行回填。明挖法具有施工簡便、施工速度的優(yōu)點，但是受天氣影響較大，遇到強降雨天氣時，會導(dǎo)致基坑積水，坑壁泥土松軟等問題。因此，選擇明挖法需要盡量選擇氣候穩(wěn)定的季節(jié)進行施工。暗挖法是目前我國較為普遍的隧道開挖方法，施工技術(shù)比較成熟，經(jīng)驗較豐富。暗挖法有導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)洞法、多臺階七步法、拱頂弧形導(dǎo)坑法、CD法、CRD法等。暗挖法施工工程較慢，但是對于環(huán)境的影響較弱，存在一定的積水可能并且對隧道存在變形的風(fēng)險。盾構(gòu)法屬于暗挖法的一種，目前盾構(gòu)法在工程實踐中的應(yīng)用還比較少，首先對隧道斷面進行開發(fā)設(shè)計，預(yù)先防止襯砌防護。

2濕陷性黃土隧道的環(huán)境條件

濕陷性黃土隧道的施工要對施工現(xiàn)場的地形地質(zhì)、水工水文進行勘察和分析，綜合各方面因素對黃土隧道的所用和工程性質(zhì)影響。將各種影響因素進行分級，按照級別對濕陷性黃土隧道的工程性質(zhì)進行評價，為設(shè)計和施工提供數(shù)據(jù)支撐和理論基礎(chǔ)。

2.1地質(zhì)條件

根據(jù)施工現(xiàn)場的地形地質(zhì)，可以將濕陷性黃土隧道工程地質(zhì)條件分為黃土嶺、塬，土梁、洼或低階地，以及黃土高臺地或高階地。這三類場地的地層結(jié)構(gòu)特征如下：

黃土嶺、塬地貌場地的地形地質(zhì)特點是地形起伏很大，地層結(jié)構(gòu)簡單，地下水埋深大，場地濕陷類型和等級變化不大，地表侵蝕與淺層侵蝕發(fā)育。黃土梁、洼地貌場地的地形地質(zhì)特點地形起伏較大，地層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，場地濕陷類型和等級變化較大，地表侵蝕與淺層侵蝕較發(fā)育。黃土高臺地、高階地場地的地形地質(zhì)特點地形平緩，地層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，場地濕陷類型和等級變化較復(fù)雜，地表侵蝕與淺層侵蝕不發(fā)育。

濕陷性黃土去對工程進展有很大影響，導(dǎo)致隧道開挖和運行過程中圍巖變形較大。并且濕陷性黃土土質(zhì)較為疏松，開挖困難，導(dǎo)致隧道成型穩(wěn)定性差，或者開挖過程中由于土質(zhì)密實度不夠發(fā)生浸水導(dǎo)致隧道嚴重變形或者坍塌。即使隧道建成之后，也容易由于土質(zhì)情況導(dǎo)致沉降變形。

在黃土濕陷區(qū)，除了濕陷帶來的危害之外，還有黃土滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的威脅。因此，在隧道施工中盡量避開黃土滑坡和崩塌區(qū)。在濕陷性隧道工程開展過程中，首先對周圍的土質(zhì)進行加固或者支撐處理[1，2]。

2.2水文條件

黃土隧道濕陷變形發(fā)展與圍巖地層的浸水作用密切相關(guān)。圍巖浸水作用條件是指已有地下水條件下與浸水可能性密切相關(guān)的水源條件。與黃土隧道相關(guān)的浸水源可分為天然浸水源和人工浸水源兩個方面。天然浸水源包括降雨及其產(chǎn)流在地表低洼地積水源，降雨產(chǎn)流匯集于黃土洞穴滯留水源，黃土坡面沖溝積水源，長期與季節(jié)性徑流河谷、溝谷水源等。人工水源包括地下供水、排水管道滲漏水源，供水、排水渠道滲漏水源，人工湖、水塘、水窖滲漏水源，灌溉水源、水庫等[3]。

3濕陷性黃土隧道的濕陷變形評價方法

只能用來評價隧道濕陷性黃土圍巖的工程性質(zhì)，而不能評價隧道下黃土地層的濕陷變形。黃土場地濕陷性評價可依據(jù)探井采取未擾動原狀黃土，在上覆飽和土柱自重應(yīng)力壓縮條件下測試黃土濕陷系數(shù)，依據(jù)自重濕陷系數(shù)判定自重濕陷性黃土土層厚度，按照分層總和法計算場地的自重濕陷變形量，以及由自重濕陷變形計算值與濕陷性土層厚度比計算平均自重濕陷系數(shù)。濕陷性土層越厚，平均自重濕陷系數(shù)越大，隧道圍巖黃土濕陷變形的危害作用越大。對于隧道下黃土的濕陷性，應(yīng)在實際壓縮應(yīng)力條件下測試濕陷系數(shù)來評價

4總結(jié)

濕陷性黃土地區(qū)已經(jīng)建設(shè)了大量的隧道工程。施工過程中要結(jié)合施工現(xiàn)場的環(huán)境條件進行綜合分析，保證施工過程及后續(xù)隧道運行的安全可靠性。

參考文獻

[1]宋克強，崔中興，袁繼國，等.滑坡的蠕變特征及其預(yù)報分析[J].巖土工程學(xué)報，1994，16（4）：56-64.

[2]邵生俊，周飛飛，龍吉勇.原狀黃土結(jié)構(gòu)性及其定量化參數(shù)研究[J].巖土工程學(xué)報，2004，26（4）：531-536.

[3]許增榮.濕陷性黃土場地浸水環(huán)境分析與分級[J].西南交通大學(xué)學(xué)報，2009，44（增刊）：78-85.endprint