隧道穿越断层破碎带施工关键技术

黄俊

(贵州陆通工程监理咨询有限责任公司)

隧道穿越断层破碎带施工关键技术

黄俊

(贵州陆通工程监理咨询有限责任公司)

在隧道工程施工建设中，其施工质量对道路运行的安全性有比较大的影响。在实际施工过程中，经常会遇到破碎围岩地段，对于这些地段需要使用相应的施工技术来对破碎围岩段的施工进行控制，从而保证隧道的稳定性。基于此，对隧道断层破碎围岩段的施工技术进行探讨。

隧道;断层破碎带;施工;技术要点

1 断层破碎带对隧道的影响

在隧道工程施工过程当中，如果遇到断层破碎带，一定会对开挖施工造成非常严重的影响。(1)断层破碎带会对隧道岩体的强度造成很大程度的影响，同时，其也会对岩体的完整性造成影响。(2)断层破碎带的存在，会对结构表面的抗滑阻力造成严重的影响，对隧道的稳定性造成很大程度的影响，因为断层破碎带会大致周围岩体的影响。所以，在具体施工的过程当中，要对断层破碎带宽度进行相应的处理。另外，断层破碎带会存在着十分明显的粘土。在施工阶段。如果没有进行科学合理的处理，将会导致涌水与涌砂现象的现象。这会对隧道围岩的稳定性与支护体系的稳定性造成严重的影响。在具体的工程项目当中，断层破碎带与以下几方面的因素有关，包括隧道工程的影响程度，断层破碎带规模、特征等等。

2 断层破碎带的施工技术要点

2.1 断层破碎带隧道的开挖技术

(1)半断面微台阶开挖工艺

对隧道断层破碎带进行施工前要做好事先的预报，通过超前小导管注浆加固使得其能够形成固结圈，通过台阶分部开挖发来展开工程的施工，台阶分部开挖法也被称之为环形开挖留核心土，主要采用到两个要素，一个是型钢钢架与锚固喷支护结构，以此来避免结构出现变形的问题，第一时间展开二衬施工。在隧道穿越局部或大规模断层破碎带的时候，同时当断层破碎打的位置在隧道拱部的时候，通常情况下，是通过变断面微台阶法展开开外，此开挖方式比较适合使用在可以灵活运用的场所，对于促进工程施工效率的提高具有着十分重要的作用。然而，需要注意的是，为了可以保证隧道断层破碎带的稳定性，当隧道工程开挖之后，应该第一实际进行锚喷支护，施工的过程当中，应该至少提前三到五天上台阶，此外，应该保证下半部和后拱部能够同一时间进行开挖，这样一来可以在很大程度上促进断面闭合速度的不断提高。要做到“早预报，短进尺，弱爆破，强支护，勤量测”的原则。

(2)上下断面顺序开挖技术

所谓的上下断面顺序开挖技术指的就是在断层破碎带被隧道上半断面都穿越以后，进而进行下半部断面的支护处理，此施工技术方式，较为适合使用在断面破碎带规模比较大，同时稳定性不高的隧道工程当中。假如断层破碎的岩石风化破碎程度十分严重，已经对岩体的稳定性造成影响，那么就可以中留核心，进而再对其周边的岩土展开环形爆破开挖，然后再进行临时支护体系的设计，最后一个环节是将开挖的重要位置进行爆破处理，对下断面通过分部开挖的手段，这样的方式要首先进行中槽的开挖，然后，再通过左右交替的方式进行马口的开挖处理，

(3)微震爆破技术

爆破作业在断层破碎带施工的过程当中，应该严格的遵循短循环进尺、药量科学控制的原则，同时，还必须要科学合理的进行爆破钻研位置的设计，科学合理对装药的参数与结构进行安排，只有这样，才可以确保爆破作业正常稳定的进行，最后还要注意的是要合理选择掏槽的形式通过严格的控制钻爆参数与起爆流程。

2.2 断层破碎带隧道的支护技术

(1)喷锚网联合支护技术

为了能够确保钢架、锚杆、钢筋网等构件可以顺利的形成统一的受力体系，需要展开混凝土喷射处理，这是施工的重点，进行混凝土喷射的主要目的是为了使得围岩表面可以形成相应厚度的半刚性保护层，促使围岩自身可以顺利的形成一个承重结构体，这就一来，可以确保后续施工操作的正常稳定进行。然而，需要注意的是，在进行断层破碎带混凝土初喷的时候，应该对其喷射的厚度进行严格的控制，通常情况下，要求将其控制在3～5 cm的范围之内，同时还必须要第一时间对岩棉进行封闭处理，避免出现坍塌的问题。当混凝土衬喷结束之后，还需要进行锚杆与钢筋网的固定处理，锚杆的直径必须要控制在22 mm的范围之内，而单根的长度需要保持在3～3.5 m的范围之内，应该将锚杆布置为梅花形，对其间距进行相应的控制，通常要求将其控制在1 m左右，结合具体的需要，应该对其进行加密处理。

(2)钢架支护技术

钢架支护结构可以在很大程度上提高初期支护的强度，同时对于提高围岩的稳定性也有着不可忽视的作用，其还可以为超前支护提供一定的便利。通常情况下，需要把钢架的间距控制在50～100 cm的范围之间，纵向连接时可以采用22的螺纹钢筋，通常情况下，其环向间距是在50～100 cm之间，和系统循环可以通过横向焊接的方法来对其进行加固处理，结合施工现场的具体情况，对钢架的搭接长度进行相应的调整，使得其能够和围岩进行紧密的联系。需要注意的是，假如钢架和围岩有间隙，必须要及时的采用混凝土对其进行填充处理。在开挖技术之后，应该紧密的连接边墙段的钢架。

(3)超前支护技术

超前管棚，超前小导管注浆技术是超前支护技术，需要注意的是，在进行管棚材料选择的时候，应该尽量的选择直径比较大的钢管，长度控制在4～6 m之间，同时要把钢管的前端进行削尖处理，把钢筋箍焊与钢管的尾部位置，对掌子面接近的两根钢架为支点，管棚打入围岩应该和洞轴形成10°～12°的角度，这样以来，可以进行拱顶棚架的稳定，管棚钢管的横向间距需要将其设置成为30～50 cm，要将纵向间距控制在2 m的范围之内。通常情况下，在具体的施工过程当中，应该紧密的结合断层破碎嗲的具体情况进行适当的调整，然而，其能够把管棚支护的横向宽度设置为拱顶长占据着50%～70%的比例。

(4)支护加固与注浆补强

在隧道工程当中，通过半断面开挖方案的时候，上半断面应该进行衬砌支护逐渐作业，前提是下半断面还没有开挖，当密度注浆孔的深度在1～2 m，孔距在1～5 m的时候，就能够对其进行支护施工，当开挖到下半断面的时候，其主要是呈现梅花形状进行分部，为了能够有效的避免出现拱顶下沉的问题，需要在拱脚位置进行对口支撑的设置。

3 断层破碎带局部坍塌的处理要点

在隧道工程施工过程当中，假如施工处理不到位，将会导致断层破碎带坍塌问题的出现，这就应该通过超前支护、初期支护等支护体系来使得作业面的稳定性得到很大程度的提高，另外，应该积极采取有效的措施来促进支护体系强度的不断增加。假如在施工阶段，发现存在着较为严重的漏水与涌水问题，则应该首先进行引水管径的设置，第一时间把集水引出来，防止发生大范围的漫流与坍塌。

4 结语

综上所述，超前地质预报是十分重要的一项工作，其准确程度在很大程度上影响着施工方案的制定。另外，隧道开挖方式对围岩的稳定性有着举足轻重的影响，在隧道工程当中，由于断层破碎带的危险程度较高，需要第一时间采取科学的手段进行岩体的加固处理，在具体的施工过程当中，应该注意始终坚持超前预报与监控量测控制，进行支护方案与施工组织计划的优化与完善，从而能够顺利的穿越断层带。

［1］ 刘运微.隧道穿越断层破碎带施工关键技术研究［J］.长安大学，2013，(5).

［2］ 龚成明，孟庆余，李五红.隧道穿越断层破碎带的安全施工技术［J］.铁道工程学报，2012，(5):45－48.

［3］ 张优利，刘胜春，梁顺，等.隧道穿越断层破碎带关键技术研究［J］.武汉理工大学学报:交通科学与工程版，2013，37(3): 529－532.

U445

C

1008－3383(2015)10－0097－01

2015－02－15