长大公路山岭隧道断层破碎带赶水施工方法探讨

王新忠

（中铁十六局集团第四工程有限公司， 北京 100018）

1 工程概况

大中山隧道按左、右线分离式设计，为特长隧道，位于云南省普洱市镇沅县境内。左线隧道进口桩号ZK88+246,出口桩号ZK93+883，长5637米。隧道区海拔高程1198～1939米之间，相对高差741米，属中高山地貌。

项目区位于云南山子型构造前弧和青、藏、滇、缅“歹”字型构造中段的复合部位，经历了多次构造运动，构造行迹极为复杂。与该隧道相关的区域构造主要为者干河褶断带中的大文庄断裂（区域编号F5）、当坑断裂（区域编号F6）。

2 大中山隧道左幅ZK91+874塌方、涌水以及水文、地质状况

2.1 .事故的发生及现状

大中山隧道正在进行爆破后的出渣作业，发现掌子面K91+874拱顶左侧出现渗水，并出现掉块现象，施工人员及机械设备进行了撤离。塌方仍继续，塌腔被大石块挡住，暂时稳定，在掌子面前方形成约100 立方的锥形塌方体。施工单位按照业主会议要求，进行打孔、注浆作业，但浆液从其他孔洞流出，损失量较大，注浆堵水、加固效果不理想，几日后左侧空腔处，出水量增大，后方3～5米范围初支淋雨状出水，出水量较大，现场渣体为微风化泥质砂岩夹泥岩，掌子面后方初支稳定，未发现开裂现象，施工单位对掌子面进行喷射混凝土封闭，停止施工。

2.2 .大中山隧道左幅ZK91+874地质状况

设计文件揭示，F6当坑逆断层与隧道线路在该里程附近大角度相交，该断裂为者干河褶断带中的一条次级断裂，走向北西-南东，倾向北东，倾角70°，为高角度逆断层，断层上、下两盘岩性均以侏罗系上统（J3）中～微风化泥质砂岩为主。物探揭示的断层破碎带宽度约为110m，受断层历史活动影响，破碎带岩体破碎，成为地下水良好的运移通道。

3 处理方案设计

为了保证施工的安全、环保、有效的进行，本着“以堵为主，加固为先，赶水引排，限量排放”的处理原则，形成如下处理方案。

第一步：掌子面清理，创建施工平台

对暂时稳定的渣体进行修整，按照三台阶环形开挖方法，对掌子面进行挂网、喷浆、找平，在每个台阶做好工作面，为打孔及注浆打造施工平台。

第二步：建立排水通道

在拱顶、拱顶左侧补打两个Φ76的排水探孔，高于拱顶2米，安设DN75HDPE单臂波纹，角度尽量斜向左前上方，目的就是找水、排水。

第三步：初支径向注浆、赶水

对掌子面后方3～5米淋雨状出水段落，进行径向小导管注浆。

（1）注浆设备应为液压双液注浆泵，工作压力5～7Mpa，工作能力为4m/h。

（2）注浆材料：径向注浆作为工程结构的一部分，他能起到加固堵水的作用，因此我们选择高强、高耐久，低收缩、无污染的超细水泥单液浆水泥浆。

（3）注浆方式：采用全孔一次性注浆方式施工。

（4）注浆顺序：两台注浆泵对称同时从下往上按两序孔进行，即先跳孔跳排注单序孔，然后注剩余的二序孔。

（5）注浆管材可采用Φ42小导管，裂隙发育段落也可采用TSS管，防止串浆，提高径向注浆加固质量。

（6）注浆效果检查：渗水量达到设计规定的允许渗流量标准，且排水探孔水量加大，且有水泥浆流出，关闭排水探孔止浆阀，浆液凝固后，及时凿通排水探孔，继续排水。

第四步：断层、破碎带预注浆

对掌子面前方30m进行全断面深孔预注浆

（1）注浆孔布置：由掌子面向开挖方向呈伞状辐射状，钻孔布置成数圈，内外圈按梅花形排列，并采用长短孔结合，以达到注浆充分、不留死角的目的，浆液扩散半径2米，孔底间距不大于3米，开孔直径Φ115，终孔直径为Φ75。

（2）注浆材料为注浆材料为水泥、水玻璃双液浆，其配比参数为C：S=1：(0.6～1.0)，水泥浆水灰比为0.8：1～1：1，水玻璃模数为2.6～2.8，水玻璃浓度35Be。

（3）当围岩破碎，裂隙发育时宜采用前进式注浆，当围岩裂隙不够发育，岩层较好时宜采用后退式注浆。钻孔和注浆顺序为从拱部开始由外圈向内圈，同一圈孔间隔施工。若钻孔时无法成孔，则应钢花管跟进成孔、注浆。

（4）设计注浆压力（终压值）为注浆处静水压力的 2～3倍，若没有测静水压力，则预估注浆压力值为0.5～1 Mpa，终压3～5 Mpa。

（5）注浆前在止浆岩盘内埋设Φ127无缝钢管作孔口管，孔口管长3米，孔口外露0.2～0.3米。

（6）单孔结束标准：

1）注浆压力逐步升高至设计终压并继续注浆10min以上；

2）注浆结束时的进浆量小于20L/min；

（7）全段结束标准：

1）所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注现象；

2）检查孔涌水量小于0.2L/ min▪m，且某一处的漏水量不大于10L/min；

3）检查孔钻取岩芯，浆液充填饱满。

第五步：掌子面掘进及防排水处理

（1）对支护参数及衬砌类型进行优化，采用三台阶环形开挖工法施工。

（2）对初支的渗漏点用CS胶泥封堵，将排水探孔与环向排水管相连，起到排水、限压的目的。

4 结语

大中山隧道按照此方案以处理水为主线，加固围岩为原则，通过多种注浆方式对断层、破碎带的水进行驱赶、集中引排的方式，大大降低了衬砌背后水压力，加固了围岩，成功度过断层、破碎带，总结经验，在降低施工风险，避免人员、财产损失等方面具有积极的意义。