隧道穿越斷層破碎帶施工關(guān)鍵技術(shù)

黃俊

(貴州陸通工程監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司)

隧道穿越斷層破碎帶施工關(guān)鍵技術(shù)

黃俊

(貴州陸通工程監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司)

在隧道工程施工建設(shè)中，其施工質(zhì)量對(duì)道路運(yùn)行的安全性有比較大的影響。在實(shí)際施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到破碎圍巖地段，對(duì)于這些地段需要使用相應(yīng)的施工技術(shù)來(lái)對(duì)破碎圍巖段的施工進(jìn)行控制，從而保證隧道的穩(wěn)定性?；诖?，對(duì)隧道斷層破碎圍巖段的施工技術(shù)進(jìn)行探討。

隧道;斷層破碎帶;施工;技術(shù)要點(diǎn)

1 斷層破碎帶對(duì)隧道的影響

在隧道工程施工過(guò)程當(dāng)中，如果遇到斷層破碎帶，一定會(huì)對(duì)開(kāi)挖施工造成非常嚴(yán)重的影響。(1)斷層破碎帶會(huì)對(duì)隧道巖體的強(qiáng)度造成很大程度的影響，同時(shí)，其也會(huì)對(duì)巖體的完整性造成影響。(2)斷層破碎帶的存在，會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)表面的抗滑阻力造成嚴(yán)重的影響，對(duì)隧道的穩(wěn)定性造成很大程度的影響，因?yàn)閿鄬悠扑閹?huì)大致周圍巖體的影響。所以，在具體施工的過(guò)程當(dāng)中，要對(duì)斷層破碎帶寬度進(jìn)行相應(yīng)的處理。另外，斷層破碎帶會(huì)存在著十分明顯的粘土。在施工階段。如果沒(méi)有進(jìn)行科學(xué)合理的處理，將會(huì)導(dǎo)致涌水與涌砂現(xiàn)象的現(xiàn)象。這會(huì)對(duì)隧道圍巖的穩(wěn)定性與支護(hù)體系的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響。在具體的工程項(xiàng)目當(dāng)中，斷層破碎帶與以下幾方面的因素有關(guān)，包括隧道工程的影響程度，斷層破碎帶規(guī)模、特征等等。

2 斷層破碎帶的施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 斷層破碎帶隧道的開(kāi)挖技術(shù)

(1)半斷面微臺(tái)階開(kāi)挖工藝

對(duì)隧道斷層破碎帶進(jìn)行施工前要做好事先的預(yù)報(bào)，通過(guò)超前小導(dǎo)管注漿加固使得其能夠形成固結(jié)圈，通過(guò)臺(tái)階分部開(kāi)挖發(fā)來(lái)展開(kāi)工程的施工，臺(tái)階分部開(kāi)挖法也被稱之為環(huán)形開(kāi)挖留核心土，主要采用到兩個(gè)要素，一個(gè)是型鋼鋼架與錨固噴支護(hù)結(jié)構(gòu)，以此來(lái)避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形的問(wèn)題，第一時(shí)間展開(kāi)二襯施工。在隧道穿越局部或大規(guī)模斷層破碎帶的時(shí)候，同時(shí)當(dāng)斷層破碎打的位置在隧道拱部的時(shí)候，通常情況下，是通過(guò)變斷面微臺(tái)階法展開(kāi)開(kāi)外，此開(kāi)挖方式比較適合使用在可以靈活運(yùn)用的場(chǎng)所，對(duì)于促進(jìn)工程施工效率的提高具有著十分重要的作用。然而，需要注意的是，為了可以保證隧道斷層破碎帶的穩(wěn)定性，當(dāng)隧道工程開(kāi)挖之后，應(yīng)該第一實(shí)際進(jìn)行錨噴支護(hù)，施工的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該至少提前三到五天上臺(tái)階，此外，應(yīng)該保證下半部和后拱部能夠同一時(shí)間進(jìn)行開(kāi)挖，這樣一來(lái)可以在很大程度上促進(jìn)斷面閉合速度的不斷提高。要做到“早預(yù)報(bào)，短進(jìn)尺，弱爆破，強(qiáng)支護(hù)，勤量測(cè)”的原則。

(2)上下斷面順序開(kāi)挖技術(shù)

所謂的上下斷面順序開(kāi)挖技術(shù)指的就是在斷層破碎帶被隧道上半斷面都穿越以后，進(jìn)而進(jìn)行下半部斷面的支護(hù)處理，此施工技術(shù)方式，較為適合使用在斷面破碎帶規(guī)模比較大，同時(shí)穩(wěn)定性不高的隧道工程當(dāng)中。假如斷層破碎的巖石風(fēng)化破碎程度十分嚴(yán)重，已經(jīng)對(duì)巖體的穩(wěn)定性造成影響，那么就可以中留核心，進(jìn)而再對(duì)其周邊的巖土展開(kāi)環(huán)形爆破開(kāi)挖，然后再進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)體系的設(shè)計(jì)，最后一個(gè)環(huán)節(jié)是將開(kāi)挖的重要位置進(jìn)行爆破處理，對(duì)下斷面通過(guò)分部開(kāi)挖的手段，這樣的方式要首先進(jìn)行中槽的開(kāi)挖，然后，再通過(guò)左右交替的方式進(jìn)行馬口的開(kāi)挖處理，

(3)微震爆破技術(shù)

爆破作業(yè)在斷層破碎帶施工的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該嚴(yán)格的遵循短循環(huán)進(jìn)尺、藥量科學(xué)控制的原則，同時(shí)，還必須要科學(xué)合理的進(jìn)行爆破鉆研位置的設(shè)計(jì)，科學(xué)合理對(duì)裝藥的參數(shù)與結(jié)構(gòu)進(jìn)行安排，只有這樣，才可以確保爆破作業(yè)正常穩(wěn)定的進(jìn)行，最后還要注意的是要合理選擇掏槽的形式通過(guò)嚴(yán)格的控制鉆爆參數(shù)與起爆流程。

2.2 斷層破碎帶隧道的支護(hù)技術(shù)

(1)噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)技術(shù)

為了能夠確保鋼架、錨桿、鋼筋網(wǎng)等構(gòu)件可以順利的形成統(tǒng)一的受力體系，需要展開(kāi)混凝土噴射處理，這是施工的重點(diǎn)，進(jìn)行混凝土噴射的主要目的是為了使得圍巖表面可以形成相應(yīng)厚度的半剛性保護(hù)層，促使圍巖自身可以順利的形成一個(gè)承重結(jié)構(gòu)體，這就一來(lái)，可以確保后續(xù)施工操作的正常穩(wěn)定進(jìn)行。然而，需要注意的是，在進(jìn)行斷層破碎帶混凝土初噴的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)其噴射的厚度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通常情況下，要求將其控制在3～5 cm的范圍之內(nèi)，同時(shí)還必須要第一時(shí)間對(duì)巖棉進(jìn)行封閉處理，避免出現(xiàn)坍塌的問(wèn)題。當(dāng)混凝土襯噴結(jié)束之后，還需要進(jìn)行錨桿與鋼筋網(wǎng)的固定處理，錨桿的直徑必須要控制在22 mm的范圍之內(nèi)，而單根的長(zhǎng)度需要保持在3～3.5 m的范圍之內(nèi)，應(yīng)該將錨桿布置為梅花形，對(duì)其間距進(jìn)行相應(yīng)的控制，通常要求將其控制在1 m左右，結(jié)合具體的需要，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行加密處理。

(2)鋼架支護(hù)技術(shù)

鋼架支護(hù)結(jié)構(gòu)可以在很大程度上提高初期支護(hù)的強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)于提高圍巖的穩(wěn)定性也有著不可忽視的作用，其還可以為超前支護(hù)提供一定的便利。通常情況下，需要把鋼架的間距控制在50～100 cm的范圍之間，縱向連接時(shí)可以采用22的螺紋鋼筋，通常情況下，其環(huán)向間距是在50～100 cm之間，和系統(tǒng)循環(huán)可以通過(guò)橫向焊接的方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行加固處理，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，對(duì)鋼架的搭接長(zhǎng)度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，使得其能夠和圍巖進(jìn)行緊密的聯(lián)系。需要注意的是，假如鋼架和圍巖有間隙，必須要及時(shí)的采用混凝土對(duì)其進(jìn)行填充處理。在開(kāi)挖技術(shù)之后，應(yīng)該緊密的連接邊墻段的鋼架。

(3)超前支護(hù)技術(shù)

超前管棚，超前小導(dǎo)管注漿技術(shù)是超前支護(hù)技術(shù)，需要注意的是，在進(jìn)行管棚材料選擇的時(shí)候，應(yīng)該盡量的選擇直徑比較大的鋼管，長(zhǎng)度控制在4～6 m之間，同時(shí)要把鋼管的前端進(jìn)行削尖處理，把鋼筋箍焊與鋼管的尾部位置，對(duì)掌子面接近的兩根鋼架為支點(diǎn)，管棚打入圍巖應(yīng)該和洞軸形成10°～12°的角度，這樣以來(lái)，可以進(jìn)行拱頂棚架的穩(wěn)定，管棚鋼管的橫向間距需要將其設(shè)置成為30～50 cm，要將縱向間距控制在2 m的范圍之內(nèi)。通常情況下，在具體的施工過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該緊密的結(jié)合斷層破碎嗲的具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，然而，其能夠把管棚支護(hù)的橫向?qū)挾仍O(shè)置為拱頂長(zhǎng)占據(jù)著50%～70%的比例。

(4)支護(hù)加固與注漿補(bǔ)強(qiáng)

在隧道工程當(dāng)中，通過(guò)半斷面開(kāi)挖方案的時(shí)候，上半斷面應(yīng)該進(jìn)行襯砌支護(hù)逐漸作業(yè)，前提是下半斷面還沒(méi)有開(kāi)挖，當(dāng)密度注漿孔的深度在1～2 m，孔距在1～5 m的時(shí)候，就能夠?qū)ζ溥M(jìn)行支護(hù)施工，當(dāng)開(kāi)挖到下半斷面的時(shí)候，其主要是呈現(xiàn)梅花形狀進(jìn)行分部，為了能夠有效的避免出現(xiàn)拱頂下沉的問(wèn)題，需要在拱腳位置進(jìn)行對(duì)口支撐的設(shè)置。

3 斷層破碎帶局部坍塌的處理要點(diǎn)

在隧道工程施工過(guò)程當(dāng)中，假如施工處理不到位，將會(huì)導(dǎo)致斷層破碎帶坍塌問(wèn)題的出現(xiàn)，這就應(yīng)該通過(guò)超前支護(hù)、初期支護(hù)等支護(hù)體系來(lái)使得作業(yè)面的穩(wěn)定性得到很大程度的提高，另外，應(yīng)該積極采取有效的措施來(lái)促進(jìn)支護(hù)體系強(qiáng)度的不斷增加。假如在施工階段，發(fā)現(xiàn)存在著較為嚴(yán)重的漏水與涌水問(wèn)題，則應(yīng)該首先進(jìn)行引水管徑的設(shè)置，第一時(shí)間把集水引出來(lái)，防止發(fā)生大范圍的漫流與坍塌。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是十分重要的一項(xiàng)工作，其準(zhǔn)確程度在很大程度上影響著施工方案的制定。另外，隧道開(kāi)挖方式對(duì)圍巖的穩(wěn)定性有著舉足輕重的影響，在隧道工程當(dāng)中，由于斷層破碎帶的危險(xiǎn)程度較高，需要第一時(shí)間采取科學(xué)的手段進(jìn)行巖體的加固處理，在具體的施工過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該注意始終堅(jiān)持超前預(yù)報(bào)與監(jiān)控量測(cè)控制，進(jìn)行支護(hù)方案與施工組織計(jì)劃的優(yōu)化與完善，從而能夠順利的穿越斷層帶。

［1］ 劉運(yùn)微.隧道穿越斷層破碎帶施工關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.長(zhǎng)安大學(xué)，2013，(5).

［2］ 龔成明，孟慶余，李五紅.隧道穿越斷層破碎帶的安全施工技術(shù)［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)，2012，(5):45－48.

［3］ 張優(yōu)利，劉勝春，梁順，等.隧道穿越斷層破碎帶關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào):交通科學(xué)與工程版，2013，37(3): 529－532.

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