隧道斷層破碎帶趕水的施工技術(shù)分析

余孝國

（貴州建工集團有限公司， 四川 南充 550000）

為了滿足當前經(jīng)濟的快速發(fā)展需求，持續(xù)提升交通運輸能力已經(jīng)成為了必要的一項工作，當前對于三車道隧道的需求更加強烈。但在實際施工過程中，極容易遇到斷層破碎帶問題，為了推動工程的穩(wěn)定發(fā)展，有必要確定出合適的施工技術(shù)。

1 工程概況

關(guān)于本文所探討的工程，其隧道結(jié)構(gòu)總長度為 1200m，勘測后得知區(qū)域內(nèi)主要以薄層灰?guī)r以及煤巖兩部分組成，巖性條件具有高度的復雜性，內(nèi)含有大量的軟質(zhì)巖層，且出現(xiàn)了明顯的裂隙水，所有的出洞口都分布在粉質(zhì)豁土上，且表現(xiàn)出了明顯的豎向節(jié)理。整個工程的挖深介于5～55m區(qū)間內(nèi)，考慮到圍巖性質(zhì)較差的問題，應使用雙側(cè)導坑開挖技術(shù)而展開施工作業(yè)。

2 隧道監(jiān)測及裂隙段深孔注漿處理

（1）通過測量儀器觀測沉降控制樁，以及測距儀對隧道凈寬測量，對已經(jīng)初期支護地段監(jiān)測圍巖沉降和收斂情況，控制掘進以及襯砌跟進進度，確保成型段的圍堰安全；

（2）監(jiān)測掌子面圍巖的應力應變情況，分析圍巖變化是否存在初始應力，通過灑水等措施降低圍巖應力，防止掘進中發(fā)生巖爆的風險；

（3）掌子面通過地質(zhì)雷達監(jiān)測圍巖的變化，分析完整性程度，特別是破碎地段或存在裂隙水地段，判定軟弱帶的影響長度，修正具體實施方案。

對于裂隙水豐富地段，采取長探孔排水、注漿趕水的引堵結(jié)合的方式。長探孔長度控制在30～50m，在拱頂、拱腰和拱腳位置，孔眼間距3～4m，角度向上3～5°利于排水；泄壓完成后設(shè)置排氣管封口注漿，加固軟弱地帶圍巖。

3 破碎帶趕水的施工技術(shù)

為了營造安全、環(huán)保的施工環(huán)境，經(jīng)分析后制定出了如下方案：

（1）對掌子面進行全面清理，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建施工平臺。必須做好對暫時處于穩(wěn)定狀態(tài)渣體的修整工作，基于三臺階環(huán)形開挖的方法進行，掌子面應采取掛網(wǎng)、噴漿以及找平處理，以便后續(xù)打孔以及注漿施工的順利進行[1]。

（2）建立排水通道。要求拱頂及其左側(cè)區(qū)域設(shè)置2個規(guī)格為φ76mm的排水孔，并設(shè)置D1175HDPE單臂波紋，要求其角度應盡可能向上傾斜一些，達到找水與排水的效果。

（3）初支徑向注漿、趕水。此環(huán)節(jié)主要對掌子面后方3～5m淋雨狀采出區(qū)域展開處理，即進行徑向小導管注漿施工。

①引入液壓雙液注漿泵，要求其工作壓力介于5～7MPa區(qū)間內(nèi)，且工作能力應達到4m/h。

②注漿材料：徑向注漿是工程中尤為重要的一個環(huán)節(jié)，可以起到加固堵水的效果，應高度重視對材料的選取，本工程中以超細水泥單液漿水泥漿為宜，其具有優(yōu)良的耐久性。

③注漿方式：遵循全孔一次性注漿的方式而展開。

④注漿順序：引入了兩臺注漿泵設(shè)備，應遵循由下至上對稱的原則進行，先進行跳孔跳排注單序孔，再展開二序孔的施工。

（4）斷層、破碎帶預注漿。重點對掌子面前方30m區(qū)域進行處理，由此展開全斷面深孔預注漿施工。

①注漿孔布置：沿著開挖方向進行，鉆孔內(nèi)外圈均基于梅花形布置的方式而展開，應遵循長短孔相結(jié)合的原則，確保注漿的充分性，漿液的擴散半徑為2m，所有孔底間距應控制在3m以內(nèi)。

②注漿材料以水泥、水玻璃雙液漿為宜，要求其配比參數(shù)介于0.6～1.0范圍內(nèi)，關(guān)于水泥漿水灰比，應介于0.8：1～1：1。

③如果出現(xiàn)圍巖破碎情況，且為裂隙發(fā)育時，應以前進式注漿的方式為宜，如果圍巖的裂隙發(fā)育程度欠佳，則應轉(zhuǎn)變?yōu)楹笸耸阶{。保證鉆孔以及注漿順利進行，這兩大環(huán)節(jié)應從拱部開始逐步由外圈施工到內(nèi)圈。如果出現(xiàn)無法成孔的情況，則采取鋼花管跟進成孔的方式。

4 小導管支護施工

4.1 小導管的制作及安裝

小導管采用甲 42mm的熱軋無縫鋼管制成，在鋼管上打上直徑 8mm間距為15cm的注漿孔。完成鉆孔施工后需隨即展開小導管的安裝作業(yè)，否則極容易引發(fā)塌孔問題。在小導管安裝時如果受到了阻礙，此時則需要使用千斤頂進行輔助作業(yè)，確保其到達指定的位置。做好上述工作后，需要對小導管與孔壁間所形成的縫隙進行填充。

4.2 注漿

為了注漿的順利進行，需要在施工之前對開挖面進行封閉處理，具體措施為噴射混凝土材料，厚度應介于5～10cm范圍內(nèi)，做好對設(shè)備的檢查工作，確保注漿壓力。漿液的配制：水泥漿與水玻璃的配合比為1：0.5（水泥漿水灰比為1：1），水玻璃濃度：35波美度，水玻璃模數(shù)

4.3 掛漿順序

先完成內(nèi)固孔的注漿作業(yè)，在此基礎(chǔ)上方可對外圈孔進行施工，同時還需要遵循先無水孔再有水孔的順序。在此過程中如果出現(xiàn)了竄漿等問題，則需要間隔一孔進行操作。當注漿壓力持續(xù)上升且穩(wěn)定到終壓 20rain時，便可以停止注漿作業(yè)。

5.排水盲管施工

5.1 環(huán)向排水盲管施工方法

隧道拱墻設(shè)ф50～80mm軟式透水管環(huán)向盲管，環(huán)向盲管每隔8～10m設(shè)置一環(huán)，每隔5～10m在水溝外側(cè)留泄水孔，用三通接盲管與縱向盲管相連。

5.2 縱向排水盲管施工方法

縱向排水盲管需沿著縱向進行布置，將其置于在左、右墻角水溝的底上方，此處使用的是直徑介于80～100mm的軟式透水管盲溝，數(shù)量以2條為宜，確保盲管與線路的坡度達到相適應的狀態(tài)[2]?；阢@孔定位的方式完成排水管的安裝，定位孔間距介于30～50cm區(qū)間內(nèi)，使用膨脹錨栓將其置入定位孔中，并使用固定釘對盲管的兩端做以加固處理。

5.3 止水帶及止水條施工

5.3.1 施工方法

沿襯砌軸線每隔30cm設(shè)置ф5～12mm的鋼筋孔。將制成的鋼筋卡由待灌混凝土側(cè)向另一側(cè)穿過擋頭模板，內(nèi)側(cè)卡進止水帶一半，另一半止水帶平靠在擋頭板上。待混凝土凝固后拆除擋頭板，將止水帶拉直，然后彎鋼筋卡緊止水帶。

5.3.2 止水條施工

水平施工縫：先澆筑混凝土，在初凝后、終凝前根據(jù)止水條的規(guī)格在混凝土端面中間壓磨出一條平直、光滑的槽。

環(huán)向或豎向施工縫：在端頭模板中間固定木條或金屬構(gòu)件等，混凝土澆筑后便形成了凹槽。槽的深度為止水條厚度的一半，寬度為止水條寬度。

5.4 隧道進洞施工措施

（1）隧道進洞超前管棚支護。根據(jù)本隧道的工程特點，為了滿足軟弱圍巖淺埋隧道的進洞施工質(zhì)量和安全的基本要求，制定了如下的進洞超前管棚支護方案：

①做好護拱基礎(chǔ)的加固工作，此舉能夠避免護拱出現(xiàn)沉降變形等不良問題，為進洞施工營造安全的環(huán)境，簡言之，護拱是后續(xù)展開超前管棚支護施工的首要前提。

②采取措施實現(xiàn)對進洞超前管棚與護拱基礎(chǔ)的穩(wěn)固連接，并在護拱內(nèi)設(shè)置了3道鋼拱架，由此起到加強支護的效果。

③由于隧道進洞圍巖穩(wěn)定性不足，因此對局部圍巖采取了加固措施，以免后續(xù)出現(xiàn)坍孔等質(zhì)量問題。

（2）采取隧道進洞聯(lián)合支護措施，考慮到本工程中進洞段為軟弱淺埋層的問題，同時區(qū)域內(nèi)的巖石破碎程度較為明顯，盡管使用了超前管棚支護技術(shù)，但經(jīng)過開挖施工后圍巖依然難以達到壓力拱的基本要求，此時圍巖的自身穩(wěn)定性也受到了影響。對此，采取了進洞聯(lián)合支護措施，由此保障了洞口施工的安全性。

6 結(jié)束語

本文提出了隧道斷層破碎帶趕水方法，實際結(jié)果表明該方法具有可行性，能夠達到集中引排的效果，襯砌背后水壓力得到了有效的控制，為工程施工創(chuàng)設(shè)了良好的環(huán)境。