斷層及破碎帶隧道施工技術

盧 杰

(山西路橋集團國際交通建設工程有限公司，山西 太原 030006)

1 概述

我國交通行業近年來發展迅速，其中很多涉及到高速公路和鐵路的隧道工程，隧道工程的工期會受到諸多因素的影響，其中圍巖破碎的程度是影響隧道工程工期的非常重要的一種因素。隧道工程一般處在地質條件復雜的地帶，可能存在圍巖的穩定性較差等現象，這些因素可能會導致一些危險情況的發生，例如塔防或者掉塊等，為了避免這些危險情況的發生就要求施工方對施工現場提出更高的要求，不僅要確保安全施工，也要促進施工更加快速、穩定，施工過程的快速穩定是通過斷層破碎帶的關鍵。斷層破碎帶隧道施工技術上應該注意一些問題，下文將進行簡要闡述。

2 超前小導管施工

超前小導管施工的關鍵是在破碎的巖體中超前鉆孔，在鉆孔后打入小導管，小導管的長度控制在4 m，每根導管兩端應具有不同的設置，其中兩端應該設置不同的結構，一端為尖錐形，另一端為4排孔眼，兩端不同的結構是為了方便小導管將漿液推進和滲入破碎巖體，在注漿時應該防止漿液從其他孔眼溢出，因此在注漿之前一定要先檢查是否已經安裝止漿塞，順序應該遵從由兩側拱腳向拱頂的原則。另外，在注漿時不可以連續的注漿，不同的孔眼要相互隔開，這不僅有助于達到很好的固結效果，也能對注漿量起到很好的控制作用。

3 隧道的開挖

隧道開挖技術是斷層及破碎帶隧道施工技術的關鍵性技術，開挖過程中要對每一個開挖細節進行嚴格把關。首先是對開挖施工條件的選擇，不同位置應該選擇不同機器進行工作，這不僅有助于提高工作效率，也有助于保障安全生產，例如機械施工方式選擇在比較容易進行機械操作的洞口，而對于洞身的施工則選擇簡易自拼裝臺車鉆眼較為合適，可以結合實際情況添加一些輔助開挖的方式，例如使用多段毫秒雷管，專用導爆管等；總之應該根據具體情況決定具體的開挖方式，選擇最優的方式從而達到預期的效果。另外，就是對于隧道開挖的出渣問題，出渣問題可以通過裝載機配合自卸汽車來完成，總而言之，在隧道施工中應綜合考慮多方面因素，不管是開挖還是出渣問題都需要合理安排，可以根據具體的情況進行隧道開挖方式的選擇。

3.1 全斷面開挖法

全斷面開挖法是對整個隧道開挖斷面進行全面施工，這種開挖方法強調一步到位，鉆孔、爆破成型、初期支護到位都要求一次完成。這種開挖方式比較突出的特點是：作業空間相對較大，方便進行機械化大型設備作業，對施工進度的提高比較有利，并且這種施工方式操作起來比較簡單，方便管理者對施工過程進行管理，也方便相關人員進行組織施工。另外，這種開挖方式可以有效減少爆破震動次數，有助于提升爆破效果，對維持圍巖的穩定性十分有利。這種高要求的開挖方式，對于開挖效果的要求是一次成形?？缍却蟆⒏叨雀叩仁沁@種開挖方式的主要特點，這就要求被開挖的對象要具有較高的穩定性。這種開挖方式比較適用于1級～3級硬巖地層，軟巖地層只適用于2級。這就是說，自身強度不夠高的軟巖隧道不適合采用全斷面法進行開挖。

3.2 臺階法施工

臺階法施工與全斷面施工相比，最為突出的特點是分布開挖，也就是說它將結構斷面進行分割，在兩個或多個工作面進行開挖。它具有自己比較突出的優點，首先是操作起來比較靈活多變，便于施工人員進行操作，其次是它具有更強的適用性，打破了全斷面開挖法的局限性，它的作業空間雖然不像全斷面施工那么大，但是作業空間也足夠大，另外它還有一個突出特點是作業速度較快，能夠將支護閉合較早的完成，這有利于維持開挖面的穩定性，也能夠有效防止因結構變形而引起的地面沉降。這種開挖方式講究分步開挖，分為正臺階上下兩部分，分別進行開挖，由人工進行上半斷面的開挖，出渣由機械來進行完成，而下半斷面的開挖和出渣都是由機械來進行完成；這種開挖方式比較適用于地層環境較差的區域，中隔墻臺階法是比較適用于自穩能力較差的地層。

3.3 臺階開挖法

臺階開挖應該要注意對臺階長度的把握，一定要確保臺階長度適中，適中的臺階長度才能確保施工過程的順利進行，并且可以保障施工的合理性和科學性。臺階長度不可以根據某一個單一元素進行確定，臺階長度的確定要以綜合因素為依據，初期支護形成閉合斷面的時間作為主要考慮因素，與此同時也要注意圍巖穩定性的影響，同時也要將開挖、支護及出渣等所需機械設備工作空間考慮在內，綜合考慮各方面因素之后最終確定選擇長臺階、短臺階還是微臺階。在選擇臺階長度后也要結合具體的實際情況進行施工，例如，在選擇短臺階進行作業時，尤其要注意上下斷面的相互干擾問題，應該合理的對作業進行組織安排，在處理較短的隧道時，可以考慮先將上半斷面貫通，然后再進行下半斷面的施工。

3.4 側壁導坑法

側壁導坑法分為單側壁和雙側壁兩種。其中，單側壁導坑法主要是從隧道斷面一側先開挖出一個導坑，并且一直保持一定的超前距離。單側壁導坑法比較適用于地層較差的隧道，同時也適用于斷面較大的隧道。在開挖過程中要確保工作面的穩定，在施工過程中可以采取一些輔助施工措施，例如，開挖方法通常是人工或人工與機械相結合的方法。雙側壁導坑法是雙側壁導坑超前中間臺階法的簡稱，這種施工方法是將大跨度變為小跨度的方法。在斷面較大、地層較差的隔巖比較適用，這種施工方法相對來說工序較為復雜，并且施工成本較高，工期進度也相對較慢。

3.5 臺階七步法

臺階七步法是與臺階法比較相似的一種施工方法，這種施工方法是在隧道開挖過程中，施工方式是從七個開挖面進行，支護工作分部同時進行，形成一個系統的整體，由于七步臺階法的施工過程是在多個作業面同時施工，所以可以將施工時間有效縮短。混凝土仰拱緊跟下臺階，各項工作及時跟進使初期支護體系更加穩固。

4 錨噴初期的支護

初期支護體系對整個施工過程產生影響，而對初期支護產生重要影響的則是對系統錨桿的選擇，選擇系統錨桿時應該注意對規格的要求，無論是縱向還是環向都應該選擇一定規格，間距應該控制在100 cm上下，用梅花形進行布置，并且對拱墻進行鋼格欄的設置?；炷恋倪x擇也應該選擇適當的噴射機進行噴射，對混凝土也要滿足特殊的要求，應該選擇硅酸鹽水泥(425水泥并配以普通水泥)，選擇原材料是石灰巖的碎石，并且各項指標都應該符合要求。

5 監控量測

量測是每個施工過程中都應該被足夠重視的問題，尤其是在隧道施工過程中，對量測應該具有更高的要求，這不僅關系到施工過程的安全性，更關系到施工結束后，隧道投入使用的安全性，因此應該注重對隧道施工技術的監控量測。在隧道施工過程中，在初期支護完成以后，應該對一些指標數據進行測量并及時的做好各項記錄作為以后開展工作的重要理論和數據基礎，例如隧道的拱頂和拱腳，隧道周圍的外墻內軌應當進行一些指標的量測，例如內軌頂面應進行水平收斂量測，對于拱頂也應該進行及時下沉。量測元件應該盡可能減少振動，防止對量測的結果產生不良影響。量測工具應該選擇正規標準的儀器，量測要確保具有時效性、準確性及科學性等。量測的結果可以作為工序調整的重要理論依據，也可以作為施工過程中重要的指導文件，確保每一步施工都有數據可查，都更加合理和優化，量測首先是對當前工作的監控和檢查，其次是對以后的工作的經驗總結，總結出問題，避免在以后的工作中出現相同的問題，最終確保施工安全性，保證施工質量等。

6 結語

隨著交通行業的快速發展，隧道施工技術的要求也越來越高，但是，現階段隧道的施工面臨著許多的難題，尤其是斷層及破碎帶隧道更是面臨著多重考驗，施工過程中不僅要考慮安全性，也要考慮施工質量，所以這對施工人員就要提出很高的要求，不僅要根據實際情況做出合理的施工方案，合理有效的對施工現場進行管理控制，選擇合適的施工技術在斷層及隧道施工過程中十分重要，施工人員有責任和義務對施工技術進行熟練的掌握，為隧道施工安全提供保障，也為交通事業做出自己的貢獻。

[1] 王遠波,梁鵬飛.關于斷層及破碎帶隧道施工技術的研究[J].中國高新區,2017(19)：21-22.

[2] 高 宋.隧道斷層破碎帶施工技術研究[J].科技傳播,2012(9):111-112.

[3] 唐 潮.隧道斷層破碎帶施工技術探究[J].城市建設理論研究(電子版),2013(35)：34-35.

[4] 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[J].鐵道工程學報,2012(7)：78-79.

[5] 鄧河鈿.斷層及破碎帶隧道施工技術的探討[J].建筑工程技術與設計,2014(11)：43-44.