隧道斷層破碎帶趕水的施工技術(shù)分析

余孝國(guó)

（貴州建工集團(tuán)有限公司， 四川 南充 550000）

為了滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展需求，持續(xù)提升交通運(yùn)輸能力已經(jīng)成為了必要的一項(xiàng)工作，當(dāng)前對(duì)于三車(chē)道隧道的需求更加強(qiáng)烈。但在實(shí)際施工過(guò)程中，極容易遇到斷層破碎帶問(wèn)題，為了推動(dòng)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(zhǎng)度為 1200m，勘測(cè)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(fù)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(gè)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(wèn)題，應(yīng)使用雙側(cè)導(dǎo)坑開(kāi)挖技術(shù)而展開(kāi)施工作業(yè)。

2 隧道監(jiān)測(cè)及裂隙段深孔注漿處理

（1）通過(guò)測(cè)量?jī)x器觀測(cè)沉降控制樁，以及測(cè)距儀對(duì)隧道凈寬測(cè)量，對(duì)已經(jīng)初期支護(hù)地段監(jiān)測(cè)圍巖沉降和收斂情況，控制掘進(jìn)以及襯砌跟進(jìn)進(jìn)度，確保成型段的圍堰安全；

（2）監(jiān)測(cè)掌子面圍巖的應(yīng)力應(yīng)變情況，分析圍巖變化是否存在初始應(yīng)力，通過(guò)灑水等措施降低圍巖應(yīng)力，防止掘進(jìn)中發(fā)生巖爆的風(fēng)險(xiǎn)；

（3）掌子面通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測(cè)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(zhǎng)度，修正具體實(shí)施方案。

對(duì)于裂隙水豐富地段，采取長(zhǎng)探孔排水、注漿趕水的引堵結(jié)合的方式。長(zhǎng)探孔長(zhǎng)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(yíng)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(duì)掌子面進(jìn)行全面清理，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建施工平臺(tái)。必須做好對(duì)暫時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)渣體的修整工作，基于三臺(tái)階環(huán)形開(kāi)挖的方法進(jìn)行，掌子面應(yīng)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(jìn)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(gè)規(guī)格為φ76mm的排水孔，并設(shè)置D1175HDPE單臂波紋，要求其角度應(yīng)盡可能向上傾斜一些，達(dá)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(duì)掌子面后方3～5m淋雨?duì)畈沙鰠^(qū)域展開(kāi)處理，即進(jìn)行徑向小導(dǎo)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(yīng)達(dá)到4m/h。

②注漿材料：徑向注漿是工程中尤為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，可以起到加固堵水的效果，應(yīng)高度重視對(duì)材料的選取，本工程中以超細(xì)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(kāi)。

④注漿順序：引入了兩臺(tái)注漿泵設(shè)備，應(yīng)遵循由下至上對(duì)稱(chēng)的原則進(jìn)行，先進(jìn)行跳孔跳排注單序孔，再展開(kāi)二序孔的施工。

（4）斷層、破碎帶預(yù)注漿。重點(diǎn)對(duì)掌子面前方30m區(qū)域進(jìn)行處理，由此展開(kāi)全斷面深孔預(yù)注漿施工。

①注漿孔布置：沿著開(kāi)挖方向進(jìn)行，鉆孔內(nèi)外圈均基于梅花形布置的方式而展開(kāi)，應(yīng)遵循長(zhǎng)短孔相結(jié)合的原則，確保注漿的充分性，漿液的擴(kuò)散半徑為2m，所有孔底間距應(yīng)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(yīng)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(shí)，應(yīng)以前進(jìn)式注漿的方式為宜，如果圍巖的裂隙發(fā)育程度欠佳，則應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楹笸耸阶{。保證鉆孔以及注漿順利進(jìn)行，這兩大環(huán)節(jié)應(yīng)從拱部開(kāi)始逐步由外圈施工到內(nèi)圈。如果出現(xiàn)無(wú)法成孔的情況，則采取鋼花管跟進(jìn)成孔的方式。

4 小導(dǎo)管支護(hù)施工

4.1 小導(dǎo)管的制作及安裝

小導(dǎo)管采用甲 42mm的熱軋無(wú)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(kāi)小導(dǎo)管的安裝作業(yè)，否則極容易引發(fā)塌孔問(wèn)題。在小導(dǎo)管安裝時(shí)如果受到了阻礙，此時(shí)則需要使用千斤頂進(jìn)行輔助作業(yè)，確保其到達(dá)指定的位置。做好上述工作后，需要對(duì)小導(dǎo)管與孔壁間所形成的縫隙進(jìn)行填充。

4.2 注漿

為了注漿的順利進(jìn)行，需要在施工之前對(duì)開(kāi)挖面進(jìn)行封閉處理，具體措施為噴射混凝土材料，厚度應(yīng)介于5～10cm范圍內(nèi)，做好對(duì)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(duì)外圈孔進(jìn)行施工，同時(shí)還需要遵循先無(wú)水孔再有水孔的順序。在此過(guò)程中如果出現(xiàn)了竄漿等問(wèn)題，則需要間隔一孔進(jìn)行操作。當(dāng)注漿壓力持續(xù)上升且穩(wěn)定到終壓 20rain時(shí)，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(jìn)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(dá)到相適應(yīng)的狀態(tài)[2]。基于鉆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(duì)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(guò)擋頭模板，內(nèi)側(cè)卡進(jìn)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(jìn)洞施工措施

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

①做好護(hù)拱基礎(chǔ)的加固工作，此舉能夠避免護(hù)拱出現(xiàn)沉降變形等不良問(wèn)題，為進(jìn)洞施工營(yíng)造安全的環(huán)境，簡(jiǎn)言之，護(hù)拱是后續(xù)展開(kāi)超前管棚支護(hù)施工的首要前提。

②采取措施實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)洞超前管棚與護(hù)拱基礎(chǔ)的穩(wěn)固連接，并在護(hù)拱內(nèi)設(shè)置了3道鋼拱架，由此起到加強(qiáng)支護(hù)的效果。

③由于隧道進(jìn)洞圍巖穩(wěn)定性不足，因此對(duì)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(wèn)題。

（2）采取隧道進(jìn)洞聯(lián)合支護(hù)措施，考慮到本工程中進(jìn)洞段為軟弱淺埋層的問(wèn)題，同時(shí)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(hù)技術(shù)，但經(jīng)過(guò)開(kāi)挖施工后圍巖依然難以達(dá)到壓力拱的基本要求，此時(shí)圍巖的自身穩(wěn)定性也受到了影響。對(duì)此，采取了進(jìn)洞聯(lián)合支護(hù)措施，由此保障了洞口施工的安全性。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了隧道斷層破碎帶趕水方法，實(shí)際結(jié)果表明該方法具有可行性，能夠達(dá)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。