濕陷性黃土地區(qū)鐵路隧道施工中的技術(shù)問題

濕陷性黃土地區(qū)鐵路隧道施工中的技術(shù)問題摘要：路基是保障路面質(zhì)量的重要條件，其施工質(zhì)量對土木工程和交通行業(yè)具有極大影響。其中，濕陷性黃土路基一旦受水浸濕后，路基的結(jié)構(gòu)會迅速被破壞，產(chǎn)生明顯的變形，存在很大的安全隱患，極易出現(xiàn)路基土體坍塌的現(xiàn)象，引起沉降事故的發(fā)生，嚴(yán)重危害廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全，因此針對濕陷性黃土路基必須采用灰土換填處理。關(guān)鍵詞：濕陷性黃土地區(qū)；鐵路隧道；施工技術(shù)引言濕陷性黃土指的是黃土遇到水之后，將會改變黃土結(jié)構(gòu)，發(fā)生下沉等情況，如果公路地基處于黃土地區(qū)，將會受到地下水和雨水的影響，遇水之后黃土開始沉降，因此影響到公路路基施工，引發(fā)路基變形等問題，導(dǎo)致公路的平整度及實(shí)體質(zhì)量因此受到影響，在這種土質(zhì)上修建公路，將會增加工程施工的難度，同時還會減少公路工程使用年限。因此施工單位需要保證濕陷性黃土地區(qū)路基施工，保障整體施工質(zhì)量，降低濕陷性黃土的負(fù)面影響。1濕陷性黃土及其危害黃土是陸地上的黃色粉砂質(zhì)土堆積物，主要分布于北半球中緯度的半干旱以及干旱地區(qū)，在我國的分布相對較廣，總分布面積約為64萬平方千米，在浸水之后，存在濕陷性特征，被稱為濕陷性黃土。濕陷性黃土?xí)谧陨碇貕毫σ约案郊訅毫Φ攘Φ墓餐饔弥拢霈F(xiàn)急劇附加下沉的狀況，而此種現(xiàn)象被稱為濕陷。濕陷變形和壓縮變形并不相同，壓縮變形一般是因?yàn)槭┘雍奢d而產(chǎn)生的，會隨著時間的增加而出現(xiàn)逐漸穩(wěn)定的趨勢。但失陷性黃土存在著變形量較大的特征，其變形量是正常壓縮變形的幾倍到十幾倍左右，且發(fā)生速度較快，會在受到水分浸濕的1小時到3小時之間，便開始出現(xiàn)濕陷現(xiàn)象。通常1到2天之間的濕陷變形量能夠達(dá)到25厘米左右，會使建筑物建設(shè)或使用受到嚴(yán)重破壞。濕陷性黃土的變形指標(biāo)主要以濕陷系數(shù)為主，其是單位厚度土樣在自重壓力或附加壓力等共同作用之下，浸水所產(chǎn)生的濕陷量，會將黃土對于水的敏感程度直接反映出來。如果濕陷系數(shù)數(shù)值相對較大，表明受水浸濕之后濕陷量逐漸變大。鑒于濕陷性黃土所存在的危害，對其基礎(chǔ)展開合理處理顯得極為重要。2處理濕陷性黃土路基的作用眾所周知，路基承載力與基礎(chǔ)下土層的抗剪強(qiáng)度有關(guān)，因此用抗剪強(qiáng)度更高的灰土來代替軟弱的濕陷性黃土，能夠有效提高路基的承載力，防止路基受到破壞。其次，通常路基淺層的沉降量占總沉降量的比例較大，因此用灰土來代替路基淺層的濕陷性黃土土層，能夠有效減少上部的沉降量。并且，因?yàn)榛彝翂|層對應(yīng)力有一定的擴(kuò)散作用，因此灰土換填處理濕陷性黃土路基可以有效減小下臥層土上的壓力，同時相應(yīng)減少下臥層土的沉降量。除此之外，通過灰土換填處理還可以有效加速濕陷性黃土土層的排水固結(jié)。除了灰土換填工藝外，還可通過消除濕陷性黃土之間的孔隙率，減小或者消除濕陷性，以達(dá)到下層路基的固結(jié)效果，通常在荷載的作用下，濕陷性黃土路基中的水因含水率較大，通過孔隙滲透，使基底下的黃土難以固結(jié)，從而形成比較大的孔隙水壓力，降低路基的強(qiáng)度，甚至?xí)斐陕坊苄云茐?。而透過特殊路基處理，灰土換填或者消除濕陷性后，灰土墊層可以作為隔水面，加速土層的固結(jié)和提高其強(qiáng)度，有效防止路基土塑性破壞。3濕陷性黃土地區(qū)鐵路隧道施工中的技術(shù)要點(diǎn)3.1黃土勘察和評價黃土工程性質(zhì)受所處地貌和成因影響較大，即使距離很近的2個黃土場地濕陷性也可能存在明顯差異，對濕陷性黃土的勘察應(yīng)綜合采用滿足規(guī)范要求的地質(zhì)調(diào)查、鉆探和取樣試驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行，同時每個地貌單元必須設(shè)置一定數(shù)量的探井，取原狀樣通過相關(guān)室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行評價和驗(yàn)證。3.2優(yōu)化施工組織，盡可能縮短圍巖封閉成環(huán)的時間，促使仰拱、二襯緊跟濕陷性黃土隧道施工中，往往由于局部土體含水率加大，導(dǎo)致掌子面與基底呈軟塑流塑狀，基礎(chǔ)泡軟后出現(xiàn)滑塌，相繼掌子面與拱頂出現(xiàn)崩塌等現(xiàn)象。在經(jīng)過偏壓、淺埋或土層明顯變化段時，也容易出現(xiàn)大的變形。此時，除了同時對支護(hù)進(jìn)行加強(qiáng)外，較為有效的辦法是創(chuàng)造條件促進(jìn)仰拱與二襯緊跟，從而確保前臺可安全推進(jìn)。而要促進(jìn)仰拱二襯的施工，洞內(nèi)各工序的施工組織，都需要做到以最少的銜接和最高的工效來縮短整個循環(huán)的時間。主要措施包括：改全幅旋噴樁施工為半幅施工、半幅通行，確定的最經(jīng)濟(jì)適宜的旋噴樁施工區(qū)段長度，選用了先進(jìn)的自行式履帶高壓旋噴樁機(jī)；在穿越軟弱區(qū)段時，改12m長的常規(guī)臺車為9m臺車（施工環(huán)境更惡劣的，臺車長度宜為6m），且必須為鋼筋與掛布（防水板）二合一臺車；創(chuàng)造條件確保施工的連續(xù)性，盡可能不出現(xiàn)停滯不前或時進(jìn)時停等。3.3重錘夯實(shí)施工工藝進(jìn)行重錘夯實(shí)施工在路基開始加固前，坑、槽底面標(biāo)高需要比設(shè)計(jì)標(biāo)高再高一些，夯擊施工需要嚴(yán)格按照起重機(jī)位置分段進(jìn)行，每段范圍均以起重機(jī)臂作用半徑為準(zhǔn)，每段夯擊施工必須是一段施工完畢后，才能進(jìn)入下段夯擊，不能交叉夯擊。當(dāng)遇到基底標(biāo)高不一樣的情況，施工人員需要先按基礎(chǔ)淺的標(biāo)高挖掘，將其夯實(shí)后，再將深基礎(chǔ)部分加深并夯實(shí)，以免在夯打過程中這兩部分的相交處發(fā)生坍塌現(xiàn)象。并且，在夯打過程中，施工人員需要保證落距正確，落錘平穩(wěn)。另外，重錘夯實(shí)施工在10?15m以內(nèi)往往影響較大，因此需要采取一定的防護(hù)措施。倘若夯坑超過預(yù)留厚度，并且在標(biāo)高之下，施工人員應(yīng)及時停止夯擊，在坑內(nèi)換填灰土后再進(jìn)行重錘夯實(shí)施工，夯實(shí)效果應(yīng)按照最后兩擊沉落差和累積沉降量實(shí)現(xiàn)“雙控”。3.4灰土擠密樁法灰土擠密樁法最適合用來處理超出地下水位的濕陷性黃土路基，平面上以正三角形形式布置，灰土樁直徑40cm、間距為1m、樁長5?10m、樁體采用10%石灰土（質(zhì)量比）、樁頂設(shè)置40cm的10%石灰土墊層，樁體不允許含有機(jī)物、土顆粒不得大于15mm，石灰采用新鮮消石灰、其顆粒不得大于5mm?；彝翑D密樁建議采用沉管灰土樁法（管內(nèi)投料震動密實(shí)法）沖擊成孔法施工，使土體向樁孔周圍擠密；向孔內(nèi)填料前，孔底必須夯實(shí)，回填夯實(shí)時、單點(diǎn)夯擊能不得小于20KM.m,分層填料厚度不得大于35cm，壓實(shí)度不小于97%，夯填時盡可能打一孔填一孔、打孔時采用間隔打法，施工順序應(yīng)為先外排后里排，隔排隔樁跳打?；彝翑D密樁樁孔中心點(diǎn)位置不應(yīng)超過樁距設(shè)計(jì)值的5%，樁徑垂直度偏差不應(yīng)大于1.5%。結(jié)束語目前濕陷性黃土地基處理技術(shù)較成熟，處理方法較多，在施工前、施工中要根據(jù)黃土的濕陷類型、地質(zhì)特征、黃土場地厚度，核對圖紙?zhí)幚矸椒ú⒔M織施工。在處理過程中，施工單位要加強(qiáng)組織管理，強(qiáng)化過程管理，抓好施工質(zhì)量；監(jiān)理要按照控制措施和控制要點(diǎn)，嚴(yán)格驗(yàn)收，把好質(zhì)量關(guān)，只有各方共同用力，才能徹底杜絕濕陷性對路基造成的危害。參考文獻(xiàn)韓淼，大厚度濕陷性黃土地層多種復(fù)雜地形地鐵區(qū)間安全快速施工技術(shù).山西省，中鐵三局集團(tuán)有限公司，2020-10-20.敬潔.濕陷性黃土隧道施工技術(shù)探討[J].綠色環(huán)保建材,2019(11):164.歐湘萍，閆志濠，李塘，朱云升，呂乃芝，郭慧峰，魯聰.濕陷性黃土的流變本構(gòu)模型研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報