斷層破碎帶地段隧道施工技術要求探討

陳帥 錢增斌

摘? ? 要：隨著我國基礎設施建設的深入發展，對交通建設領域的投入也逐步增加。作為交通建設的隧道工程，由于其特殊的地質環境，在通過斷層破碎帶時，經常會出現巖體結構面滑動、坍塌、突沙和涌水等現象，因此，如何做好斷層破碎帶地段隧道工程的施工是整個工程的關鍵。本文從斷層破碎帶對隧道施工的影響入手，并結合實際施工技術要求，對斷層破碎帶地段隧道施工技術要點進行了探討，以期能為從事該工作的人員提供參考。

關鍵詞：斷層破碎帶;隧道工程;施工技術

1? 引言

隧道施工過程中，經常需要從斷層區穿過，如果施工時采取的支護措施不合理，就會出現坍塌、變形等災害，影響施工的正常進行與后期安全。因此，為有效提高隧道穿越斷層破碎帶的安全性與穩定性，必須要對隧道穿越斷層破碎帶等復雜地質條件下的隧道施工技術進行深入的研究。基于此，本文結合筆者實際工作經驗，探討了斷層破碎帶地段隧道施工控制技術。希望為順利通過斷層破碎帶，有效降低因地質災害所引發的風險提供幫助。

2? 斷層破碎帶對隧道施工的影響

斷層破碎帶對隧道施工的影響主要與斷層破碎帶規模、破碎帶的地質特征及復雜的隧道軸線和斷層構造線的相互組合方式有關：一是，在穿越斷層破碎帶地段隧道施工時，開挖難度與其他工程相比相對較大。二是，斷層破碎帶的存在降低了擬開挖巖體的強度和穩定性，由于斷層破碎帶地段力學強度相對較低，對巖層結構表面的抗滑阻力和周圍巖體的穩定性產生影響。三是，由于斷層破碎帶具有明顯的黏土化或突沙、涌水等特征，如果施工組織設計方案和施工方法不合理，極易出現大量的突沙和涌水現象。四是，斷層破碎帶地段地質的特殊性，也極易形成巖溶發育帶和風化深槽，在斷層的懸崖或陡坡處，更容易引發坍塌等事故災害。五是，在斷層破碎帶施工時，外部荷載較大時極易產生不均勻沉降，存在較大的安全隱患，也會對工期和施工質量產生影響。如斷層破碎帶出現在隧道側面，若輔助鋼架支護和噴射混凝土施工不當極易造成側壁整體滑塌。

3? 斷層破碎帶地段隧道施工技術要點

3.1? 超前雙層小導管注漿加固

（1）注漿方案。①全斷面帷幕注漿堵水。當隧道穿越的厚度>30m的軟塑狀斷層破碎帶、大型溶洞軟塑狀充填體，2/3探水孔出水，總水量大于10m3/h時采用全斷面帷幕注漿堵水。注漿范圍為開挖輪廓線外6m，注漿段長度一般按30m設計，分三環實施，第一環12m，第二環18m，第三環30m，全斷面共布設114個孔。②全斷面周邊預注漿堵水。當隧道通過巖溶地層及非巖溶地層界面、厚度<30m的斷層破碎帶、溶蝕裂隙，任一探水孔流量>2m3/h，總水量小于10m3/h時采用全斷面周邊注漿堵水。注漿范圍為開挖輪廓線外6m，注漿段長度一般按30m設計，分三環實施，第一環12m，第二環18m，第三環30m，全斷面共布設94個孔。③局部斷面預注漿堵水。當隧道通過灰巖地區，斷面內局部發生涌突水時采用局部斷面注漿堵水。注漿范圍為開挖輪廓線外6m，注漿段長度一般按30m設計，分三環實施，第一環12m，第二環18m，第三環30m，全斷面共布設34個孔。（2）預注漿結束標準及效果檢查。①預注漿結束標準。注漿過程根據漿液擴散情況并結合注漿量大小對注漿壓力終值進行驗證，確定合適的注漿終壓力。在單孔注漿壓力達到設計終壓并持續注漿超過10min，即可結束本孔注漿作業?；騿慰鬃{量基本等于設計注漿量時，且進漿量在20L/min以下時，可結束本孔注漿。②堵水注漿效果檢查。在完成注漿段內所有注漿孔的注漿后，在關鍵出水點周圍設置超5個檢查孔，檢測涌水量小于1m3/dm，或壓水試驗不大于0.75MPa，吸水量小于2L/min，否則要進行補孔注漿。

3.2? 長管棚孔鉆孔及操作要點

液壓臺車的鉆桿長度為4.3m、5.5m，鉆深孔時必須接桿。因此，隨著孔深的增長，需要對回轉扭距、沖擊功及推力進行控制協調，尤其要嚴格控制推力，不要過大。為了確保鉆桿接頭有足夠的度、剛度和韌性，鉆桿聯結套應與桿材質相同，兩端加工內螺扣（配鉆桿首尾端外螺扣），聯結套的壁≥10mm。為防止鉆桿在推力和振動力的雙重作用下，上下顫動，導致鉆孔不直，鉆孔時，應把扶直器套在鉆桿上，隨鉆桿鉆進向前平移。（1）臺車就位固定后，由測量工站在臺車臂托籃上準確畫出鉆孔位置。（2）施鉆時，臺車大臂必須頂緊在掌子面上，以防止過大顫動影響施鉆精度。（3）鉆機開孔時鉆速宜低，鉆進20cm后轉入正常鉆速。（4）第一節鉆桿鉆入巖層，尾部剩余20～30cm時停止鉆進，人工用兩把管鉗卡緊鉆桿（注意不得卡絲扣），鉆機低速反轉，脫開鉆桿。鉆機導軌退回原位，人工裝入第二根鉆桿，并在鉆桿前端安裝好聯結套，鉆機低速送至第一根鉆桿尾部，方向對準后聯結成一體。（5）起拱線以上的孔位，由于臺車大臂離地面較高，不便裝卸鉆桿，這時應將大臂落下，人工在地面安好鉆桿后，大臂重新升起就位。（6）每次接長鉆桿，均可按上述方法進行。（7）換鉆桿時，要注意檢查鉆桿是否彎曲，有無損傷，中心水孔是否暢通等，不符合要求的應更換，以確保正常作業。（8）引導孔直徑應比棚管外徑大15mm～20mm，孔深要大于管長0.5m以上。（9）鉆孔達到要求深度后，按同樣方法拆卸鉆桿，鉆機退回原位。

3.3? 開挖技術

（1）上下斷面順序開挖技術在斷層破碎帶隧道巖體整體穩定性相對較差，且斷層破碎帶規模較大的隧道工程施工中可采用此方法。施工時要在隧道上半斷截面整體穿越斷層破碎帶地段后，方可對下半部截面隧道工程進行開挖支護。遇到斷層破碎帶巖石風化破碎嚴重，巖體整體失穩時，要先中留核心，然后對周邊巖體進行環形爆破開挖。在對下半斷面進行開挖時宜采用分部開挖的方式，此時，要先對中槽進行開挖，然后左右交錯的對馬口部位進行適時開挖，同時對下部鋼架構進行跟進施工，要保證隨時開挖，隨時架接，隨時錨噴的整體連貫性操作。（2）微震爆破技術在對斷層破碎帶進行爆破施工時，要嚴格遵循藥量控制、爆破段循環進尺的原則要求。對爆破貓眼位置科學設計，對用藥參數合理安排，多方位做好爆破巖體安全防護措施。同時，要科學合理選擇溝槽的形式，嚴格控制鉆爆參數和起爆的順序。（3）半斷面微臺階開挖技術當斷層破碎帶地段在隧道的拱部，且隧道施工穿越斷層破碎帶局部或大面積地段時，采用半斷面微臺階開挖技術有利于充分利用隧道的空間，提高隧道工程的施工效能。在施工開挖時為了保證斷層破碎帶巖體的整體穩定性，要及時進行混凝土錨噴支護，上臺階也要超前3m～5m，后拱部和下半部依據工程地質情況和施工需要同時開挖，以利于開挖斷面的閉合速度，提高開挖效率。

4? 結語

隧道穿越斷層破碎帶時，應采取安全可靠的超前加固措施，最大限度地規避地質風險，防止因開挖時的坍塌事故而造成的經濟損失。對此，需根據超前地質預報情況綜合分析，判斷地質變化，巖變我變，及時調整支護措施和支護參數，實現安全施工目標，為創建優質工程提供保障。

參考文獻：

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