隧道斷層破碎帶施工技術研究

高 宋

中鐵三局集團第四工程有限公司，福建福州 350000

隨著交通行業的快速發展，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，由于這種地質復雜，而圍巖的穩定性較差，所以會造成塌方、掉塊的嚴重現象，這就需要安全、穩定、快速的施工，也是通過斷層破碎帶的關鍵。在施工技術上，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，打入小導管，這個小導管采用的是每根4m的長度,一端加工成尖錐形，而另一端要設置4排孔眼，這有利于小導管將漿液推進和滲入破碎巖體。為了防止漿液從其它的孔眼中溢出來，注漿前要把那些孔眼都安裝止漿塞，順序是先從兩側拱腳向拱頂。而且注漿時要把孔眼之間相隔開，不可以連續的注漿，從而達到固結效果，又能控制注漿量。

2 隧道的開挖

隧道開挖技術是斷層破碎帶施工過程中必須注意的關鍵技術，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，合理選擇適當的開挖方法，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。它有較大的作業空間，有利于采用大型配套機械化作業，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，可獲得較好的爆破效果，有利于圍巖的穩定。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。是將結構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，有利于開挖面的穩定性和控制其結構變形及由此引發的地面沉降。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能力較差，上臺階開挖后拱腳支撐在未開挖巖體上的自穩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。要根據初期支護形成閉合斷面的時間要求，圍巖穩定性愈差，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的相互干擾問題，尤其是短臺階干擾較大，要注意作業組織，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。如果圍巖的穩定性較好，可以分段順序開挖，若圍巖穩定性較差，則可以分段順序開挖，若穩定性更差，則可以左右錯開，或先拉中槽后挖邊幫。

第四，側壁導坑法。它分為單側壁導坑法和雙側壁導坑法。單側壁導坑法是指在隧道斷面一側先開挖一導坑，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。為了穩定工作面，須采用超前大管棚、超前錨桿、超前小管棚、超前預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。而雙側壁導坑法是雙側壁導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，縮短作業循環時間，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成穩固的初期支護體系。

3 錨噴初期的支護

在選擇系統錨桿時，必須選擇一定規格的，不論是縱向還是環向，其間距都應控制在100cm左右，采用梅花形布置，并對拱墻設置鋼格欄。要選用適當的混凝土噴射機噴射混凝土，混凝土應選擇425水泥配以普通水泥的硅酸鹽水泥，碎石應選擇原材料是石灰巖，且各項指標必須均達標，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控制在0.47左右。

4 監控量測

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果。它采用的是武漢巖體力學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。根據量測的結果我們要做及時的調整工序，在施工中可以很好地指導，確保施工過程中的安全。

5 結論

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，如果技術人員做不到技術熟練、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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