隧道断层破碎带施工技术研究

高 宋

中铁三局集团第四工程有限公司，福建福州 350000

随着交通行业的快速发展，在高速公路、铁路隧道工程的大量施工中，面临着很多因为围岩破碎的程度而影响隧道是否能如期建成，由于这种地质复杂，而围岩的稳定性较差，所以会造成塌方、掉块的严重现象，这就需要安全、稳定、快速的施工，也是通过断层破碎带的关键。在施工技术上，我们要注意几点要求：

1 超前小管棚施工

在破碎的松散的岩体中超前钻孔，打入小导管，这个小导管采用的是每根4m的长度,一端加工成尖锥形，而另一端要设置4排孔眼，这有利于小导管将浆液推进和渗入破碎岩体。为了防止浆液从其它的孔眼中溢出来，注浆前要把那些孔眼都安装止浆塞，顺序是先从两侧拱脚向拱顶。而且注浆时要把孔眼之间相隔开，不可以连续的注浆，从而达到固结效果，又能控制注浆量。

2 隧道的开挖

隧道开挖技术是断层破碎带施工过程中必须注意的关键技术，洞口开挖可以选择机械施工，而对于洞身开挖可以选择简易自拼装台车钻眼，配以多段毫秒雷管，并在周边眼选择专用导爆管，以提高光面爆破效果。对于隧道出碴，可以选择装载机，配以自卸汽车，而二次衬砌混凝土浇筑选择12米长大模板台车，混凝土集中在混凝土拌和站拌制，由混凝土运输车专门运输，并泵送入模。另外，对于边侧沟施工，可以选择组合钢模板。在隧道开挖时，由于需要考虑多方面的因素，合理选择适当的开挖方法，主要的开挖方法有以下几种：

第一，全断面开挖法。这是指将整个隧道开挖断面一次钻孔、一次爆破成型、一次初期支护到位的隧道开挖法。它有较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，提高施工速度，施工操作简单，便于施工组织和管理，部分开挖法减少了爆破振动次数，可获得较好的爆破效果，有利于围岩的稳定。但是全断面开挖法需要一次开挖成形，开挖跨度较大，高度较高，隧道周边围岩出现更大范围的塑性化和更大的变形，围岩要求自身强度较高达到自稳的效果。全断面法实用于1到3级硬岩地层和2级软岩地层。但对于软岩隧道，自身强度偏低的，和浅埋段、偏压段和洞口不宜采用全断面法开挖。

第二，台阶法施工。是将结构断面分成两个或几个部分具有上下断面两个工作面或多个工作面，分布开挖。它的特点是灵活多变、适用性强，有足够的作业空间和较快的施工速度，能较早地使支护闭合，有利于开挖面的稳定性和控制其结构变形及由此引发的地面沉降。它分为正台阶上下两部分步开挖法，即上班断面采用人工开挖，机械出渣，下班断面采用机械开挖、机械出渣；正台阶分步开挖留核心土法，适用于较差的地层；中隔墙台阶法开挖，一般用于工作面地层自稳能力较差，上台阶开挖后拱脚支撑在未开挖岩体上的自稳时间较短且开挖断面跨度较大时。

第三，台阶开挖法。台阶开挖时要注意台阶长度要适当。要根据初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩稳定性愈差，闭合时间要求愈短，及上班断面施工时开挖、支护、出渣等机械设备所需的空间大小的要求来确定选用长台阶、短台阶或是微台阶。还要注意解决好上下半断面作业的相互干扰问题，尤其是短台阶干扰较大，要注意作业组织，对于长度较短的隧道，可将上半断面贯通后，在进行下半断面施工。如果围岩的稳定性较好，可以分段顺序开挖，若围岩稳定性较差，则可以分段顺序开挖，若稳定性更差，则可以左右错开，或先拉中槽后挖边帮。

第四，侧壁导坑法。它分为单侧壁导坑法和双侧壁导坑法。单侧壁导坑法是指在隧道断面一侧先开挖一导坑，并始终超前一定距离，再开挖隧道断面剩余部分，变大跨断面为小跨断面的隧道开挖方法。适用于地层较差、断面较大的隧道。为了稳定工作面，须采用超前大管棚、超前锚杆、超前小管棚、超前预注浆等辅助施工措施进行超前加固。一般采用人工开挖法、人工和机械配合开挖法的等。而双侧壁导坑法是双侧壁导坑超前中间台阶法的简称，也称为眼镜工法，也是变大跨度到小跨度的施工方法。它适用于断面很大、地层较差的围岩，工序较复杂，成本较高，进度较慢。

第五，台阶七步法。跟台阶法相似，这是在洞身开挖时使用的，是指在隧道开挖过程中，分七个开挖面，然后分部同时支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，形成开挖及施作初期支护，混凝土仰拱紧跟下台阶及时施作构成稳固的初期支护体系。

3 锚喷初期的支护

在选择系统锚杆时，必须选择一定规格的，不论是纵向还是环向，其间距都应控制在100cm左右，采用梅花形布置，并对拱墙设置钢格栏。要选用适当的混凝土喷射机喷射混凝土，混凝土应选择425水泥配以普通水泥的硅酸盐水泥，碎石应选择原材料是石灰岩，且各项指标必须均达标，粘稠剂需选择初凝时间3min、水泥用量10%、终凝时间6min，且能够减少回弹量的粘稠剂，水灰比的确定需要避免过大或过小，以避免浪费材料，使回弹量变大，因此最适宜的水灰比应控制在0.47左右。

4 监控量测

在初期的支护完成后，对于隧道的拱顶、拱脚及周围的边墙的内轨顶面要进行水平收敛量测和进行拱顶下沉。测试元件是为了防止震动影响了量测的结果。它采用的是武汉岩体力学研究所所研制的收敛仪进行观测，观测的频率要控制在每6小时观察一次，然后逐渐的减少量测频率。根据量测的结果我们要做及时的调整工序，在施工中可以很好地指导，确保施工过程中的安全。

5 结论

在隧道开挖施工过程中，断层及其破碎带的难度很大、是非常容易出现事故的地段。所以对于那些施工人员来说，是必须要谨慎小心，并提前做好可以在遇到各种突发状况时都能及时处理好的准备。我国目前面临着大量的隧道工程，如果技术人员做不到技术熟练、精准的话，就会影响交通不能顺利的通行，给人们出行带来不方便。

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