隧道斷層破碎帶施工技術(shù)研究

高 宋

中鐵三局集團第四工程有限公司，福建福州 350000

隨著交通行業(yè)的快速發(fā)展，在高速公路、鐵路隧道工程的大量施工中，面臨著很多因為圍巖破碎的程度而影響隧道是否能如期建成，由于這種地質(zhì)復(fù)雜，而圍巖的穩(wěn)定性較差，所以會造成塌方、掉塊的嚴重現(xiàn)象，這就需要安全、穩(wěn)定、快速的施工，也是通過斷層破碎帶的關(guān)鍵。在施工技術(shù)上，我們要注意幾點要求：

1 超前小管棚施工

在破碎的松散的巖體中超前鉆孔，打入小導(dǎo)管，這個小導(dǎo)管采用的是每根4m的長度,一端加工成尖錐形，而另一端要設(shè)置4排孔眼，這有利于小導(dǎo)管將漿液推進和滲入破碎巖體。為了防止?jié){液從其它的孔眼中溢出來，注漿前要把那些孔眼都安裝止?jié){塞，順序是先從兩側(cè)拱腳向拱頂。而且注漿時要把孔眼之間相隔開，不可以連續(xù)的注漿，從而達到固結(jié)效果，又能控制注漿量。

2 隧道的開挖

隧道開挖技術(shù)是斷層破碎帶施工過程中必須注意的關(guān)鍵技術(shù)，洞口開挖可以選擇機械施工，而對于洞身開挖可以選擇簡易自拼裝臺車鉆眼，配以多段毫秒雷管，并在周邊眼選擇專用導(dǎo)爆管，以提高光面爆破效果。對于隧道出碴，可以選擇裝載機，配以自卸汽車，而二次襯砌混凝土澆筑選擇12米長大模板臺車，混凝土集中在混凝土拌和站拌制，由混凝土運輸車專門運輸，并泵送入模。另外，對于邊側(cè)溝施工，可以選擇組合鋼模板。在隧道開挖時，由于需要考慮多方面的因素，合理選擇適當(dāng)?shù)拈_挖方法，主要的開挖方法有以下幾種：

第一，全斷面開挖法。這是指將整個隧道開挖斷面一次鉆孔、一次爆破成型、一次初期支護到位的隧道開挖法。它有較大的作業(yè)空間，有利于采用大型配套機械化作業(yè)，提高施工速度，施工操作簡單，便于施工組織和管理，部分開挖法減少了爆破振動次數(shù)，可獲得較好的爆破效果，有利于圍巖的穩(wěn)定。但是全斷面開挖法需要一次開挖成形，開挖跨度較大，高度較高，隧道周邊圍巖出現(xiàn)更大范圍的塑性化和更大的變形，圍巖要求自身強度較高達到自穩(wěn)的效果。全斷面法實用于1到3級硬巖地層和2級軟巖地層。但對于軟巖隧道，自身強度偏低的，和淺埋段、偏壓段和洞口不宜采用全斷面法開挖。

第二，臺階法施工。是將結(jié)構(gòu)斷面分成兩個或幾個部分具有上下斷面兩個工作面或多個工作面，分布開挖。它的特點是靈活多變、適用性強，有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度，能較早地使支護閉合，有利于開挖面的穩(wěn)定性和控制其結(jié)構(gòu)變形及由此引發(fā)的地面沉降。它分為正臺階上下兩部分步開挖法，即上班斷面采用人工開挖，機械出渣，下班斷面采用機械開挖、機械出渣；正臺階分步開挖留核心土法，適用于較差的地層；中隔墻臺階法開挖，一般用于工作面地層自穩(wěn)能力較差，上臺階開挖后拱腳支撐在未開挖巖體上的自穩(wěn)時間較短且開挖斷面跨度較大時。

第三，臺階開挖法。臺階開挖時要注意臺階長度要適當(dāng)。要根據(jù)初期支護形成閉合斷面的時間要求，圍巖穩(wěn)定性愈差，閉合時間要求愈短，及上班斷面施工時開挖、支護、出渣等機械設(shè)備所需的空間大小的要求來確定選用長臺階、短臺階或是微臺階。還要注意解決好上下半斷面作業(yè)的相互干擾問題，尤其是短臺階干擾較大，要注意作業(yè)組織，對于長度較短的隧道，可將上半斷面貫通后，在進行下半斷面施工。如果圍巖的穩(wěn)定性較好，可以分段順序開挖，若圍巖穩(wěn)定性較差，則可以分段順序開挖，若穩(wěn)定性更差，則可以左右錯開，或先拉中槽后挖邊幫。

第四，側(cè)壁導(dǎo)坑法。它分為單側(cè)壁導(dǎo)坑法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。單側(cè)壁導(dǎo)坑法是指在隧道斷面一側(cè)先開挖一導(dǎo)坑，并始終超前一定距離，再開挖隧道斷面剩余部分，變大跨斷面為小跨斷面的隧道開挖方法。適用于地層較差、斷面較大的隧道。為了穩(wěn)定工作面，須采用超前大管棚、超前錨桿、超前小管棚、超前預(yù)注漿等輔助施工措施進行超前加固。一般采用人工開挖法、人工和機械配合開挖法的等。而雙側(cè)壁導(dǎo)坑法是雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前中間臺階法的簡稱，也稱為眼鏡工法，也是變大跨度到小跨度的施工方法。它適用于斷面很大、地層較差的圍巖，工序較復(fù)雜，成本較高，進度較慢。

第五，臺階七步法。跟臺階法相似，這是在洞身開挖時使用的，是指在隧道開挖過程中，分七個開挖面，然后分部同時支護，形成支護整體，縮短作業(yè)循環(huán)時間，形成開挖及施作初期支護，混凝土仰拱緊跟下臺階及時施作構(gòu)成穩(wěn)固的初期支護體系。

3 錨噴初期的支護

在選擇系統(tǒng)錨桿時，必須選擇一定規(guī)格的，不論是縱向還是環(huán)向，其間距都應(yīng)控制在100cm左右，采用梅花形布置，并對拱墻設(shè)置鋼格欄。要選用適當(dāng)?shù)幕炷羾娚錂C噴射混凝土，混凝土應(yīng)選擇425水泥配以普通水泥的硅酸鹽水泥，碎石應(yīng)選擇原材料是石灰?guī)r，且各項指標(biāo)必須均達標(biāo)，粘稠劑需選擇初凝時間3min、水泥用量10%、終凝時間6min，且能夠減少回彈量的粘稠劑，水灰比的確定需要避免過大或過小，以避免浪費材料，使回彈量變大，因此最適宜的水灰比應(yīng)控制在0.47左右。

4 監(jiān)控量測

在初期的支護完成后，對于隧道的拱頂、拱腳及周圍的邊墻的內(nèi)軌頂面要進行水平收斂量測和進行拱頂下沉。測試元件是為了防止震動影響了量測的結(jié)果。它采用的是武漢巖體力學(xué)研究所所研制的收斂儀進行觀測，觀測的頻率要控制在每6小時觀察一次，然后逐漸的減少量測頻率。根據(jù)量測的結(jié)果我們要做及時的調(diào)整工序，在施工中可以很好地指導(dǎo)，確保施工過程中的安全。

5 結(jié)論

在隧道開挖施工過程中，斷層及其破碎帶的難度很大、是非常容易出現(xiàn)事故的地段。所以對于那些施工人員來說，是必須要謹慎小心，并提前做好可以在遇到各種突發(fā)狀況時都能及時處理好的準備。我國目前面臨著大量的隧道工程，如果技術(shù)人員做不到技術(shù)熟練、精準的話，就會影響交通不能順利的通行，給人們出行帶來不方便。

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