断层破碎带地段隧道施工技术要求探讨
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摘 要：随着我国基础设施建设的深入发展，对交通建设领域的投入也逐步增加。作为交通建设的隧道工程，由于其特殊的地质环境，在通过断层破碎带时，经常会出现岩体结构面滑动、坍塌、突沙和涌水等现象，因此，如何做好断层破碎带地段隧道工程的施工是整个工程的关键。本文从断层破碎带对隧道施工的影响入手，并结合实际施工技术要求，对断层破碎带地段隧道施工技术要点进行了探讨，以期能为从事该工作的人员提供参考。
关键词：断层破碎带;隧道工程;施工技术
1 引言
隧道施工过程中，经常需要从断层区穿过，如果施工时采取的支护措施不合理，就会出现坍塌、变形等灾害，影响施工的正常进行与后期安全。因此，为有效提高隧道穿越断层破碎带的安全性与稳定性，必须要对隧道穿越断层破碎带等复杂地质条件下的隧道施工技术进行深入的研究。基于此，本文结合笔者实际工作经验，探讨了断层破碎带地段隧道施工控制技术。希望为顺利通过断层破碎带，有效降低因地质灾害所引发的风险提供帮助。
2 断层破碎带对隧道施工的影响
断层破碎带对隧道施工的影响主要与断层破碎带规模、破碎带的地质特征及复杂的隧道轴线和断层构造线的相互组合方式有关：一是，在穿越断层破碎带地段隧道施工时，开挖难度与其他工程相比相对较大。二是，断层破碎带的存在降低了拟开挖岩体的强度和稳定性，由于断层破碎带地段力学强度相对较低，对岩层结构表面的抗滑阻力和周围岩体的稳定性产生影响。三是，由于断层破碎带具有明显的黏土化或突沙、涌水等特征，如果施工组织设计方案和施工方法不合理，极易出现大量的突沙和涌水现象。四是，断层破碎带地段地质的特殊性，也极易形成岩溶发育带和风化深槽，在断层的悬崖或陡坡处，更容易引发坍塌等事故灾害。五是，在断层破碎带施工时，外部荷载较大时极易产生不均匀沉降，存在较大的安全隐患，也会对工期和施工质量产生影响。如断层破碎带出现在隧道侧面，若辅助钢架支护和喷射混凝土施工不当极易造成侧壁整体滑塌。
3 断层破碎带地段隧道施工技术要点
3.1 超前双层小导管注浆加固
（1）注浆方案。①全断面帷幕注浆堵水。当隧道穿越的厚度>30m的软塑状断层破碎带、大型溶洞软塑状充填体，2/3探水孔出水，总水量大于10m3/h时采用全断面帷幕注浆堵水。注浆范围为开挖轮廓线外6m，注浆段长度一般按30m设计，分三环实施，第一环12m，第二环18m，第三环30m，全断面共布设114个孔。②全断面周边预注浆堵水。当隧道通过岩溶地层及非岩溶地层界面、厚度<30m的断层破碎带、溶蚀裂隙，任一探水孔流量>2m3/h，总水量小于10m3/h时采用全断面周边注浆堵水。注浆范围为开挖轮廓线外6m，注浆段长度一般按30m设计，分三环实施，第一环12m，第二环18m，第三环30m，全断面共布设94个孔。③局部断面预注浆堵水。当隧道通过灰岩地区，断面内局部发生涌突水时采用局部断面注浆堵水。注浆范围为开挖轮廓线外6m，注浆段长度一般按30m设计，分三环实施，第一环12m，第二环18m，第三环30m，全断面共布设34个孔。（2）预注浆结束标准及效果检查。①预注浆结束标准。注浆过程根据浆液扩散情况并结合注浆量大小对注浆压力终值进行验证，确定合适的注浆终压力。在单孔注浆压力达到设计终压并持续注浆超过10min，即可结束本孔注浆作业。或单孔注浆量基本等于设计注浆量时，且进浆量在20L/min以下时，可结束本孔注浆。②堵水注浆效果检查。在完成注浆段内所有注浆孔的注浆后，在关键出水点周围设置超5个检查孔，检测涌水量小于1m3/dm，或压水试验不大于0.75MPa，吸水量小于2L/min，否则要进行补孔注浆。
3.2 长管棚孔钻孔及操作要点
液压台车的钻杆长度为4.3m、5.5m，钻深孔时必须接杆。因此，随着孔深的增长，需要对回转扭距、冲击功及推力进行控制协调，尤其要严格控制推力，不要过大。为了确保钻杆接头有足够的度、刚度和韧性，钻杆联结套应与杆材质相同，两端加工内螺扣（配钻杆首尾端外螺扣），联结套的壁≥10mm。为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，应把扶直器套在钻杆上，随钻杆钻进向前平移。（1）台车就位固定后，由测量工站在台车臂托篮上准确画出钻孔位置。（2）施钻时，台车大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动影响施钻精度。（3）钻机开孔时钻速宜低，钻进20cm后转入正常钻速。（4）第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余20～30cm时停止钻进，人工用两把管钳卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反转，脱开钻杆。钻机导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联结套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联结成一体。（5）起拱线以上的孔位，由于台车大臂离地面较高，不便装卸钻杆，这时应将大臂落下，人工在地面安好钻杆后，大臂重新升起就位。（6）每次接长钻杆，均可按上述方法进行。（7）换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换，以确保正常作业。（8）引导孔直径应比棚管外径大15mm～20mm，孔深要大于管长0.5m以上。（9）钻孔达到要求深度后，按同样方法拆卸钻杆，钻机退回原位。
3.3 开挖技术
（1）上下断面顺序开挖技术在断层破碎带隧道岩体整体稳定性相对较差，且断层破碎带规模较大的隧道工程施工中可采用此方法。施工时要在隧道上半断截面整体穿越断层破碎带地段后，方可对下半部截面隧道工程进行开挖支护。遇到断层破碎带岩石风化破碎严重，岩体整体失稳时，要先中留核心，然后对周边岩体进行环形爆破开挖。在对下半断面进行开挖时宜采用分部开挖的方式，此时，要先对中槽进行开挖，然后左右交错的对马口部位进行适时开挖，同时对下部钢架构进行跟进施工，要保证随时开挖，随时架接，随时锚喷的整体连贯性操作。（2）微震爆破技術在对断层破碎带进行爆破施工时，要严格遵循药量控制、爆破段循环进尺的原则要求。对爆破猫眼位置科学设计，对用药参数合理安排，多方位做好爆破岩体安全防护措施。同时，要科学合理选择沟槽的形式，严格控制钻爆参数和起爆的顺序。（3）半断面微台阶开挖技术当断层破碎带地段在隧道的拱部，且隧道施工穿越断层破碎带局部或大面积地段时，采用半断面微台阶开挖技术有利于充分利用隧道的空间，提高隧道工程的施工效能。在施工开挖时为了保证断层破碎带岩体的整体稳定性，要及时进行混凝土锚喷支护，上台阶也要超前3m～5m，后拱部和下半部依据工程地质情况和施工需要同时开挖，以利于开挖断面的闭合速度，提高开挖效率。
4 结语
隧道穿越断层破碎带时，应采取安全可靠的超前加固措施，最大限度地规避地质风险，防止因开挖时的坍塌事故而造成的经济损失。对此，需根据超前地质预报情况综合分析，判断地质变化，岩变我变，及时调整支护措施和支护参数，实现安全施工目标，为创建优质工程提供保障。
参考文献：
[1] 王臣生.隧道穿越断层破碎带开挖支护的施工技术[J].湖北理工学院学报，2018（4）：41～43+59.
[2] 程庭.地铁隧道穿越断层破碎带的工法选择及辅助施工措施分析[J].市政技术，2018（6）：78～81.
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