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[摘 要]在隧道工程施工中，针对湿陷性黄土地区施工问题，因其地质复杂因素，不仅增加施工难度，也成为目前湿陷性黄土地区建设隧道必须面临的技术难题，因此，在实际施工过程中，必须采取合理的支护施工技术，才可以确保隧道施工工程的安全与稳定性。本文对湿陷性黄土隧道支护施工技术进行简要的探讨，以期为相关工作提供一定的参考价值。
[关键词]湿陷性黄土；隧道支护；施工技术
中图分类号：TU961 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）42-0084-01
1 黃土湿陷机理分析
许多学者从不同方面入手，解释了黄土湿陷性的原因，但是能够解释的问题都比较单一，都不能用来解释黄土湿陷的机理。内因是事物发展变化的本质，土的力学性质对土的结构影响非常大，对于黄土来说，其湿陷性质正是这种反应的表现。根据相关的理论知识，可知土结构受到多种因素相互融合的影响。土结构本身是具有层次性的，低层次的结构能够作为较高一级的元素。应当采用分层次分析的方法对黄土的结构进行分析，才能对其组成要素进行准确的掌握，进而能够较好地解释其湿陷的作用机理。通过扫描电镜的观察可以看出，在黄土结构中，粘粒与一般的粘土存在很大的不同，几乎不会以单个粘土片的形式存在，主要是以集粒的形式存在，其外部的轮廓表现的非常鲜明，也能够单独发挥作用，通常情况下，都是与原生碎屑矿物一起来作为黄土结构骨架的构成部分。黄土的结构主要就是以这些物质作为基础，互相连结，最终构成空间结构体系，与一般粘土存在很大差异。由此可知，黄土结构的主要元素是骨架颗粒，该颗粒本身也有一定的结构。
湿陷是黄土在上部荷重下浸水时所产生的突然下沉变形。大量的扫描电镜观察资料说明，对于湿陷性的黄土结构，主要是由集粒和碎屑颗粒共同实现对空间结构的构建。并且可以证明其刚度符合一定的标准，值得信赖。分别从宏观层次和微观层次两个角度对结构进行研究，粒间连结点的强度主要来自于几点：①上覆荷重所传递到粒间连结点上的有效法向应力，赋予了连结点基本的强度；②由粒间毛管弯液面所引起的粒间法向应力促使连结点也获得了一定的附加强度；③粒间接触面上存在的干摩擦系数或膜摩擦系数，产生阻碍颗粒相对移动的作用，使得连结点的抗剪强度大大增加；④粒间接触处凝聚着少量胶凝物质，在分子间的范德华引力作用下，连结点上的连结强度也进一步增强。这些项主要是由于含水量的变化所产生的影响，也就是说含水量对连结点的强度影响比较大。当含水量比较少时，相应的粒间毛管弯液面的深度也就越大，其附加的强度也就更大；同时在土中的含水量较低时，胶凝物质的间距会减小，分子之间的粘结力也就会增大。因此，在较为干燥的环境下，天然黄土的结构强度非常大。如果土中水的含量得以提升，由于毛管的张力所带来的法向应力也会受到影响而减小，还有可能完全的消失；此外有效法向应力会由于孔隙的水压的增大而进一步降低结构连结的强度因此会被弱化，导致黄土这种空间结构体系的不稳定性。粘粒含量少的黄土，其粒间联结主要是粒间孔隙水形成的弯月面，非饱和土中的基质吸力或内力作用，它随含水量的变化而变化，含水量越低，土样饱和度也越低，基质吸力越大，由基质吸力引起的粒间滑动摩擦力也越大。当外力的某个分力产生的摩擦力足以抵抗上部荷载传递到土粒上使其滑动的作用力，结构稳定。一旦土体浸水，粒间的吸力也会因此而丧失，也就失去了可以对抗外力的摩擦力，并且会打破原有的土颗粒的平衡，而出现塌落等情况，并引起相邻颗粒落入相邻的架空孔隙的可能，多米诺效应后即显示出黄土的湿陷性，这一机理占黄土湿陷的一部分。
对于粘粒含量高的黄土，水主要富集于孔隙中，孔隙中水含盐较高，水侵入后，除消除基质吸力外，原先孔隙中离解成正反负离子的粒子和重新结合成的分子的浓度差而被渗透压吸入这些微小孔隙中使粘土颗粒膨胀，特别是含有蒙脱石的情况下更明显。其结果使结构不稳定，从而使颗粒有相对滑移的可能，当这种柔性胶黏剂的抗剪强度弱化到不足以抵抗外力作用时，颗粒滑落到孔隙中，造成黄土的湿陷。
2 湿陷性黄土隧道支护施工技术分析
某工程受到湿陷性黄土的影响，隧道工程的施工质量和施工效率均会受到影响，而且，该地区的湿陷性黄土等级为Ⅳ，且该地区的湿陷性黄土具有冲沟的形式，而且存在不同程度的沉降现象，使得施工难度大大增加。而且，在实际的施工过程中，会受到降水的干扰，使得施工质量和施工安全受到影响，制约该隧道工程的建设效率。
2.1 隧道洞顶和洞口边坡加固技术
该工程所处的地质环境，山坡较为陡峭，地表植被较少，冲沟较为发育。这也就使得隧道工程中出现洞顶陷穴的情况发生，制约隧道工程的安全系数。在实际的隧道洞顶施工技术应用时，需要将陷穴上覆的杂物进行清理，并对陷穴进行修正，促使陷穴成为具有良好的几何形状，为回填提供基础。陷穴处理完成后，需要科学展开回填工作，回填采用多次回填的方式，并严格的对陷穴进行加固，结合湿陷性黄土的实际情况，科学的对排水沟进行设计。
洞口边坡的加固，受到地质因素的影响，湿陷性黄土洞口如不进行有效的加固处理，会使得施工质量和安全受到影响。因此，可以采用旋喷桩进行加固，促使地表可以得到有效的加固，规避安全隐患。
2.2 超前支护技术
结合设计方案，科学的对超前支护技术进行使用，避免湿陷性黄土对施工的影响。在进行超前支护技术的应用时，需要合理的对初期支护进行，可以对锁脚锚管和砂浆锚杆、钢筋网、钢架支护等进行综合使用，确保施工的质量，锁脚锚管通常情况下采用3.5m。超前管棚支护需要科学的对纵向长度和管的数量进行控制，确保支护的质量规避安全隐患，结合灌注技术，对管口进行封堵，确保施工质量。超前小导管技术同样是超前支护技术中的重要部分，在进行注浆之前，需要科学的对注浆液进行配置和检验，规避各类安全隐患的发生，并控制注浆的速度，使得施工质量可以得到提升，湿陷性黄土可以得到控制。
2.3 开挖技术配合衬砌技术
（1）针对湿陷性黄土的特殊性，洞口开挖可以采用双壁导坑的开挖方式，开挖中对中心进行预留，并结合微爆破技术，降低开挖施工对隧道的围岩的扰动，确保施工的效率。此外，在进行开挖的过程中，需要严格的对进尺进行控制，通常情况下，每次开挖距离不易过大，规避安全隐患。
（2）在进行洞身开挖时，可以结合矿山法，从而使得上部下部两个工作面同时进行，在扩大施工效率的基础上，重视土体的稳定性，降低安全隐患。
（3）衬砌技术，在进行开挖的过程中，需要科学的对衬砌技术进行应用，采用开挖一环衬砌一环的方式，科学的对钢质材料进行使用，并合理的对排水进行设计，降低水对湿陷性黄土隧道的影响。一次衬砌完成后，需要科学的展开二次衬砌，合理的对衬砌设备进行使用，控制混凝土的质量，规避安全隐患。
3 结语
综上所述，湿陷性黄土隧道施工因工程地质特性，给施工的安全控制、工程质量控制、工程进度控制以及效益控制带来比较大的难题。通过合理的施工措施加强初期支护，降低安全风险，从而确保施工安全性。
参考文献
[1] 邵生俊，杨春鸣，焦阳阳，陆斯.湿陷性黄土隧道的工程性质分析[J].岩土工程学报，2013，09：1580-1590.
[2] 张振.湿陷性黄土隧道洞口浅埋段开挖及支护技术[J].中华建设，2011，08：198-199.
[关键词]湿陷性黄土；隧道支护；施工技术
中图分类号：TU961 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）42-0084-01
1 黃土湿陷机理分析
许多学者从不同方面入手，解释了黄土湿陷性的原因，但是能够解释的问题都比较单一，都不能用来解释黄土湿陷的机理。内因是事物发展变化的本质，土的力学性质对土的结构影响非常大，对于黄土来说，其湿陷性质正是这种反应的表现。根据相关的理论知识，可知土结构受到多种因素相互融合的影响。土结构本身是具有层次性的，低层次的结构能够作为较高一级的元素。应当采用分层次分析的方法对黄土的结构进行分析，才能对其组成要素进行准确的掌握，进而能够较好地解释其湿陷的作用机理。通过扫描电镜的观察可以看出，在黄土结构中，粘粒与一般的粘土存在很大的不同，几乎不会以单个粘土片的形式存在，主要是以集粒的形式存在，其外部的轮廓表现的非常鲜明，也能够单独发挥作用，通常情况下，都是与原生碎屑矿物一起来作为黄土结构骨架的构成部分。黄土的结构主要就是以这些物质作为基础，互相连结，最终构成空间结构体系，与一般粘土存在很大差异。由此可知，黄土结构的主要元素是骨架颗粒，该颗粒本身也有一定的结构。
湿陷是黄土在上部荷重下浸水时所产生的突然下沉变形。大量的扫描电镜观察资料说明，对于湿陷性的黄土结构，主要是由集粒和碎屑颗粒共同实现对空间结构的构建。并且可以证明其刚度符合一定的标准，值得信赖。分别从宏观层次和微观层次两个角度对结构进行研究，粒间连结点的强度主要来自于几点：①上覆荷重所传递到粒间连结点上的有效法向应力，赋予了连结点基本的强度；②由粒间毛管弯液面所引起的粒间法向应力促使连结点也获得了一定的附加强度；③粒间接触面上存在的干摩擦系数或膜摩擦系数，产生阻碍颗粒相对移动的作用，使得连结点的抗剪强度大大增加；④粒间接触处凝聚着少量胶凝物质，在分子间的范德华引力作用下，连结点上的连结强度也进一步增强。这些项主要是由于含水量的变化所产生的影响，也就是说含水量对连结点的强度影响比较大。当含水量比较少时，相应的粒间毛管弯液面的深度也就越大，其附加的强度也就更大；同时在土中的含水量较低时，胶凝物质的间距会减小，分子之间的粘结力也就会增大。因此，在较为干燥的环境下，天然黄土的结构强度非常大。如果土中水的含量得以提升，由于毛管的张力所带来的法向应力也会受到影响而减小，还有可能完全的消失；此外有效法向应力会由于孔隙的水压的增大而进一步降低结构连结的强度因此会被弱化，导致黄土这种空间结构体系的不稳定性。粘粒含量少的黄土，其粒间联结主要是粒间孔隙水形成的弯月面，非饱和土中的基质吸力或内力作用，它随含水量的变化而变化，含水量越低，土样饱和度也越低，基质吸力越大，由基质吸力引起的粒间滑动摩擦力也越大。当外力的某个分力产生的摩擦力足以抵抗上部荷载传递到土粒上使其滑动的作用力，结构稳定。一旦土体浸水，粒间的吸力也会因此而丧失，也就失去了可以对抗外力的摩擦力，并且会打破原有的土颗粒的平衡，而出现塌落等情况，并引起相邻颗粒落入相邻的架空孔隙的可能，多米诺效应后即显示出黄土的湿陷性，这一机理占黄土湿陷的一部分。
对于粘粒含量高的黄土，水主要富集于孔隙中，孔隙中水含盐较高，水侵入后，除消除基质吸力外，原先孔隙中离解成正反负离子的粒子和重新结合成的分子的浓度差而被渗透压吸入这些微小孔隙中使粘土颗粒膨胀，特别是含有蒙脱石的情况下更明显。其结果使结构不稳定，从而使颗粒有相对滑移的可能，当这种柔性胶黏剂的抗剪强度弱化到不足以抵抗外力作用时，颗粒滑落到孔隙中，造成黄土的湿陷。
2 湿陷性黄土隧道支护施工技术分析
某工程受到湿陷性黄土的影响，隧道工程的施工质量和施工效率均会受到影响，而且，该地区的湿陷性黄土等级为Ⅳ，且该地区的湿陷性黄土具有冲沟的形式，而且存在不同程度的沉降现象，使得施工难度大大增加。而且，在实际的施工过程中，会受到降水的干扰，使得施工质量和施工安全受到影响，制约该隧道工程的建设效率。
2.1 隧道洞顶和洞口边坡加固技术
该工程所处的地质环境，山坡较为陡峭，地表植被较少，冲沟较为发育。这也就使得隧道工程中出现洞顶陷穴的情况发生，制约隧道工程的安全系数。在实际的隧道洞顶施工技术应用时，需要将陷穴上覆的杂物进行清理，并对陷穴进行修正，促使陷穴成为具有良好的几何形状，为回填提供基础。陷穴处理完成后，需要科学展开回填工作，回填采用多次回填的方式，并严格的对陷穴进行加固，结合湿陷性黄土的实际情况，科学的对排水沟进行设计。
洞口边坡的加固，受到地质因素的影响，湿陷性黄土洞口如不进行有效的加固处理，会使得施工质量和安全受到影响。因此，可以采用旋喷桩进行加固，促使地表可以得到有效的加固，规避安全隐患。
2.2 超前支护技术
结合设计方案，科学的对超前支护技术进行使用，避免湿陷性黄土对施工的影响。在进行超前支护技术的应用时，需要合理的对初期支护进行，可以对锁脚锚管和砂浆锚杆、钢筋网、钢架支护等进行综合使用，确保施工的质量，锁脚锚管通常情况下采用3.5m。超前管棚支护需要科学的对纵向长度和管的数量进行控制，确保支护的质量规避安全隐患，结合灌注技术，对管口进行封堵，确保施工质量。超前小导管技术同样是超前支护技术中的重要部分，在进行注浆之前，需要科学的对注浆液进行配置和检验，规避各类安全隐患的发生，并控制注浆的速度，使得施工质量可以得到提升，湿陷性黄土可以得到控制。
2.3 开挖技术配合衬砌技术
（1）针对湿陷性黄土的特殊性，洞口开挖可以采用双壁导坑的开挖方式，开挖中对中心进行预留，并结合微爆破技术，降低开挖施工对隧道的围岩的扰动，确保施工的效率。此外，在进行开挖的过程中，需要严格的对进尺进行控制，通常情况下，每次开挖距离不易过大，规避安全隐患。
（2）在进行洞身开挖时，可以结合矿山法，从而使得上部下部两个工作面同时进行，在扩大施工效率的基础上，重视土体的稳定性，降低安全隐患。
（3）衬砌技术，在进行开挖的过程中，需要科学的对衬砌技术进行应用，采用开挖一环衬砌一环的方式，科学的对钢质材料进行使用，并合理的对排水进行设计，降低水对湿陷性黄土隧道的影响。一次衬砌完成后，需要科学的展开二次衬砌，合理的对衬砌设备进行使用，控制混凝土的质量，规避安全隐患。
3 结语
综上所述，湿陷性黄土隧道施工因工程地质特性，给施工的安全控制、工程质量控制、工程进度控制以及效益控制带来比较大的难题。通过合理的施工措施加强初期支护，降低安全风险，从而确保施工安全性。
参考文献
[1] 邵生俊，杨春鸣，焦阳阳，陆斯.湿陷性黄土隧道的工程性质分析[J].岩土工程学报，2013，09：1580-1590.
[2] 张振.湿陷性黄土隧道洞口浅埋段开挖及支护技术[J].中华建设，2011，08：198-199.