论公路隧道断层破碎带施工技术

王 鸽

(山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾 041051)

0 引 言

在公路隧道项目施工的过程中，如果遇到断层破碎带区域，会给工程项目的顺利开展带来很大影响。因为断层破碎带区域地质条件比较差，所以涉及到的技术工艺要求就非常高。如何才能够将该项技术问题解决是当前工程技术人员热议的一个问题。因此在公路隧道断层或隧道整体施工的阶段中，对断层破碎带的施工技术的应用情况进行分析，探寻出更为科学有效的技术方案是本文的研究重点。

1 断层破碎带对隧道的影响

断层破碎带的地质条件和其他地质结构相对比，其强度性能较差，抗剪强度不如其他地质结构。特别是断层若是处在隧道的特殊位置时，对于岩体来说强度更是明显不足，而且压缩性更大，因此，隧道的支护极易发生变形。断层位置上的岩体容易发生破碎，上下层岩体结构的性质有很大的不同，所以隧道结构极易产生不均匀沉降，给隧道运行的安全带来不利的影响。断层破碎的区域内，岩体整体性比较差，强度性能也会比其他部分要低，所以在施工时极易导致塌方、崩塌等严重问题，若是出现严重的事故，必然会导致巨大损失，施工成本也会大大增加。

2 施工原则

在现场施工环节，要做好地质提前预报的工作，准确掌握现场的地质信息，保证各项支护参数都能够准确的掌握。高压且富水区中，要做好全断面结构的处理工作，并且实施局部注浆施工，提前做到发生塌方危害的预防，提高结构的整体性能。

3 工程概况

某隧道左线洞体全长4 685 m,进口段里程桩号为ZK83+208,洞口底板设计高程为1 186.0 m,出口段里程桩号为ZK87+893,洞口底板设计高程为1 210.8 m,洞体最大埋深273.38 m,位于ZK85+800处。右线洞体全长4 607 m，进口段里程桩号为K83+232,洞口底板设计高程为1 186 607 m，出口段里程桩号为K87+839，洞口底板设计高程为1 211.121 m，洞体最大埋深274.452 m，位于K85+070处。左右线均属特长隧道。隧道总体走向呈东西向为273°～275°。该隧道采取单口掘进的作业方式。该隧道施工工期短，需要提高施工进度才能满足工程的验收时间要求，所以加强现场的管理和控制就十分重要。本路段存在多个断层结构，7条断层中有2条是比较大的断层，宽度都在50 m以上。断层结构的地质条件比较特殊，容易发生破碎的问题，稳定性严重不足。内部岩石结构地饱和度强度达到了30 MPa。因为本次工程项目的两条断层尺寸较大，整体结构强度性能影响很大，需要采取必要安全措施解决问题。

4 公路隧道断层破碎带施工技术

4.1 施工方案的选择

在隧道断层结构的施工中，可以选择的方式有很多种，但是每个断层结构的情况都是不同的，所以要根据实际的情况做出必要的改进和调整。首先，要根据断层地质条件选择合适的施工方案，其次，选择符合现场施工需要的施工队伍和施工机械设备。要全面深入了解施工影响因素，各级工作人员都要具备断层结构施工丰富的现场经验和知识，避免在施工进行中因经验与水平不足导致工期延误。就本隧道工程来说，断层数量是比较多的，需要使用台阶法的施工方式进行，支护应使用钢拱架与挂网的方式进行，提高支护工程的效果。使用C66G侧翻式装载机来装碴，利用自卸汽车进行运输，满足现场运力的要求。

4.2 开挖

断层破碎带开挖施工环节，严格按照开挖施工工艺和技术标准来进行，注意消除施工过程中的一切安全隐患，切实提升公路隧道施工的质量水平和安全性。在具体的实施环节，监控测量是必须要开展的一项工作，以保证断层开挖施工的质量合格，切实提升工程的安全性。在项目实施环节使用台阶法进行开挖，开挖方式采取三层开挖方式进行，将平台分为三层结构施工，钻孔作业也是根据三个部分来进行开钻，采取凿岩机进行现场钻眼施工。作业平台让车辆可以稳定的运输，台车通过牵引的方式运行，保证现场施工可以顺利实施。

4.3 初期支护

开挖施工的环节结束后，将系统锚杆准备到位开展现场施工。首先进行钢拱架的安装施工，同时需要喷射必要的混凝土结构层，切实提升围岩结构的稳定性。初期支护工作是关键，对于保证后续施工的安全性和稳定性影响比较大。该标段选择材料时，结合实际情况，断层支护的主要施工材料是I20a工字钢，径向锚杆、钢筋网组成框架结构，然后喷射混凝土形成稳定的支护形式。断层内部围岩的破碎性比较严重，所以开挖施工阶段，通过喷射混凝土方法利用初支紧随开挖施工，初支系统锚杆施作完成，掌子面相对稳定。上断面结构使用混凝土完成封闭处理，使用的是4.0 mRD25N锚杆。混凝土喷射施工完成之后，及时进行锚杆安装，并且同时安装钢拱架，通常是应用20号工字钢进行，每榀间隔距离是75 cm，全断面结构采用钢筋网的铺设施工。钢拱架通常是在现场使用自制的机械来进行加工作业施工，两个滚轮采取并排作业的方式，安装间隔距离为1.5 m，滚轮对面需要安装10 t的千斤顶，让滑铁可以自由滑动，随时根据需要调整拱架的半径。滑铁的前半部分主要是滚动滑轮，主动滚轮与被动滚轮使用三脚架的形式连接，让其可以自动向前滚动。在加工时，3名工作人员同时进行操作，每日可以完成6～10榀钢拱架的生产。在混凝土喷射作业阶段，通过应用槽喷方式进行，洞外集中拌制处理，通过自卸汽车运输，该方式喷射效率较高，施工质量满足要求。

4.4 超前支护

超前支护通常使用热轧无缝钢管作为主要材料，长度为5 m，在导管前部进行钻孔作业，孔径尺寸为50 mm，间隔距离设定为40 cm，尾部还有长达30 cm的距离不进行注浆施工，这是止浆段。导管环向间隔距离为40 cm，水平搭接结构长度为1 m，初始注浆的压力控制在0.5～1.0 MPa之间，终止注浆压力为2.0 MPa。

4.5 装碴及运输

装碴运输，用50型装载机进行，并且联合挖掘机同时作业，及时进行掌子面的清理作业施工。运输阶段，应用自卸车进行运输，以保证运输材料的速度和质量符合要求，不会影响施工效果。

5 施工注意事项

(1)工序安排。断层结构内的各项施工工序严格落实施工工艺技术标准，根据锚喷构筑法的方式进行组织施工，每一道工序都要稳定连接，执行技术标准和原则，逐步完成各个结构的施工，落实安全管理措施，确保围岩结构达到稳定性标准。

(2)初期支护要求。初期支护环节的施工，围岩封闭处理是极为重要的一项工作，避免其发生结构分化的问题。围岩形变应该有柔性作用，所以要求加强安装与管理，达到围岩承载性能的要求，支护效果合格，给施工顺利实施奠定基础。

(3)大变形的处理。遇到大变形时需要马上停止掌子面施工，并且对该区域进行封闭管制。而后采取支护系统进行支撑，一般来说支撑的方式可以选择钢板桩或是锚固支撑技术、注浆支护技术，支撑完成后还需要对该区域进行监测，并且在了解地质情况变化基础上，合理的优化施工方案，减少不必要的问题出现。

(4)辅助工法。针对隧道断层面施工的问题，在受到岩层应力作用下其破损度比较大，加之在地下水不断影响之下很容易出现塌方等问题。因此，在项目开展前，要将排水、堵水方案构建，按照地质的要求综合性的构建出紧急预案。

6 结 语

山区高速公路项目施工环节，超前地质预报是极为重要的工作，对于工程质量影响也比较大，所以需要积极落实地质勘察和分析工作，发布相关的施工方案，采取必要的防范和应对措施，消除安全与质量隐患，保证隧道工程质量符合要求，满足公路运行安全性标准。