論公路隧道斷層破碎帶施工技術

王 鴿

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041051)

0 引 言

在公路隧道項目施工的過程中，如果遇到斷層破碎帶區域，會給工程項目的順利開展帶來很大影響。因為斷層破碎帶區域地質條件比較差，所以涉及到的技術工藝要求就非常高。如何才能夠將該項技術問題解決是當前工程技術人員熱議的一個問題。因此在公路隧道斷層或隧道整體施工的階段中，對斷層破碎帶的施工技術的應用情況進行分析，探尋出更為科學有效的技術方案是本文的研究重點。

1 斷層破碎帶對隧道的影響

斷層破碎帶的地質條件和其他地質結構相對比，其強度性能較差，抗剪強度不如其他地質結構。特別是斷層若是處在隧道的特殊位置時，對于巖體來說強度更是明顯不足，而且壓縮性更大，因此，隧道的支護極易發生變形。斷層位置上的巖體容易發生破碎，上下層巖體結構的性質有很大的不同，所以隧道結構極易產生不均勻沉降，給隧道運行的安全帶來不利的影響。斷層破碎的區域內，巖體整體性比較差，強度性能也會比其他部分要低，所以在施工時極易導致塌方、崩塌等嚴重問題，若是出現嚴重的事故，必然會導致巨大損失，施工成本也會大大增加。

2 施工原則

在現場施工環節，要做好地質提前預報的工作，準確掌握現場的地質信息，保證各項支護參數都能夠準確的掌握。高壓且富水區中，要做好全斷面結構的處理工作，并且實施局部注漿施工，提前做到發生塌方危害的預防，提高結構的整體性能。

3 工程概況

某隧道左線洞體全長4 685 m,進口段里程樁號為ZK83+208,洞口底板設計高程為1 186.0 m,出口段里程樁號為ZK87+893,洞口底板設計高程為1 210.8 m,洞體最大埋深273.38 m,位于ZK85+800處。右線洞體全長4 607 m，進口段里程樁號為K83+232,洞口底板設計高程為1 186 607 m，出口段里程樁號為K87+839，洞口底板設計高程為1 211.121 m，洞體最大埋深274.452 m，位于K85+070處。左右線均屬特長隧道。隧道總體走向呈東西向為273°～275°。該隧道采取單口掘進的作業方式。該隧道施工工期短，需要提高施工進度才能滿足工程的驗收時間要求，所以加強現場的管理和控制就十分重要。本路段存在多個斷層結構，7條斷層中有2條是比較大的斷層，寬度都在50 m以上。斷層結構的地質條件比較特殊，容易發生破碎的問題，穩定性嚴重不足。內部巖石結構地飽和度強度達到了30 MPa。因為本次工程項目的兩條斷層尺寸較大，整體結構強度性能影響很大，需要采取必要安全措施解決問題。

4 公路隧道斷層破碎帶施工技術

4.1 施工方案的選擇

在隧道斷層結構的施工中，可以選擇的方式有很多種，但是每個斷層結構的情況都是不同的，所以要根據實際的情況做出必要的改進和調整。首先，要根據斷層地質條件選擇合適的施工方案，其次，選擇符合現場施工需要的施工隊伍和施工機械設備。要全面深入了解施工影響因素，各級工作人員都要具備斷層結構施工豐富的現場經驗和知識，避免在施工進行中因經驗與水平不足導致工期延誤。就本隧道工程來說，斷層數量是比較多的，需要使用臺階法的施工方式進行，支護應使用鋼拱架與掛網的方式進行，提高支護工程的效果。使用C66G側翻式裝載機來裝碴，利用自卸汽車進行運輸，滿足現場運力的要求。

4.2 開挖

斷層破碎帶開挖施工環節，嚴格按照開挖施工工藝和技術標準來進行，注意消除施工過程中的一切安全隱患，切實提升公路隧道施工的質量水平和安全性。在具體的實施環節，監控測量是必須要開展的一項工作，以保證斷層開挖施工的質量合格，切實提升工程的安全性。在項目實施環節使用臺階法進行開挖，開挖方式采取三層開挖方式進行，將平臺分為三層結構施工，鉆孔作業也是根據三個部分來進行開鉆，采取鑿巖機進行現場鉆眼施工。作業平臺讓車輛可以穩定的運輸，臺車通過牽引的方式運行，保證現場施工可以順利實施。

4.3 初期支護

開挖施工的環節結束后，將系統錨桿準備到位開展現場施工。首先進行鋼拱架的安裝施工，同時需要噴射必要的混凝土結構層，切實提升圍巖結構的穩定性。初期支護工作是關鍵，對于保證后續施工的安全性和穩定性影響比較大。該標段選擇材料時，結合實際情況，斷層支護的主要施工材料是I20a工字鋼，徑向錨桿、鋼筋網組成框架結構，然后噴射混凝土形成穩定的支護形式。斷層內部圍巖的破碎性比較嚴重，所以開挖施工階段，通過噴射混凝土方法利用初支緊隨開挖施工，初支系統錨桿施作完成，掌子面相對穩定。上斷面結構使用混凝土完成封閉處理，使用的是4.0 mRD25N錨桿。混凝土噴射施工完成之后，及時進行錨桿安裝，并且同時安裝鋼拱架，通常是應用20號工字鋼進行，每榀間隔距離是75 cm，全斷面結構采用鋼筋網的鋪設施工。鋼拱架通常是在現場使用自制的機械來進行加工作業施工，兩個滾輪采取并排作業的方式，安裝間隔距離為1.5 m，滾輪對面需要安裝10 t的千斤頂，讓滑鐵可以自由滑動，隨時根據需要調整拱架的半徑。滑鐵的前半部分主要是滾動滑輪，主動滾輪與被動滾輪使用三腳架的形式連接，讓其可以自動向前滾動。在加工時，3名工作人員同時進行操作，每日可以完成6～10榀鋼拱架的生產。在混凝土噴射作業階段，通過應用槽噴方式進行，洞外集中拌制處理，通過自卸汽車運輸，該方式噴射效率較高，施工質量滿足要求。

4.4 超前支護

超前支護通常使用熱軋無縫鋼管作為主要材料，長度為5 m，在導管前部進行鉆孔作業，孔徑尺寸為50 mm，間隔距離設定為40 cm，尾部還有長達30 cm的距離不進行注漿施工，這是止漿段。導管環向間隔距離為40 cm，水平搭接結構長度為1 m，初始注漿的壓力控制在0.5～1.0 MPa之間，終止注漿壓力為2.0 MPa。

4.5 裝碴及運輸

裝碴運輸，用50型裝載機進行，并且聯合挖掘機同時作業，及時進行掌子面的清理作業施工。運輸階段，應用自卸車進行運輸，以保證運輸材料的速度和質量符合要求，不會影響施工效果。

5 施工注意事項

(1)工序安排。斷層結構內的各項施工工序嚴格落實施工工藝技術標準，根據錨噴構筑法的方式進行組織施工，每一道工序都要穩定連接，執行技術標準和原則，逐步完成各個結構的施工，落實安全管理措施，確保圍巖結構達到穩定性標準。

(2)初期支護要求。初期支護環節的施工，圍巖封閉處理是極為重要的一項工作，避免其發生結構分化的問題。圍巖形變應該有柔性作用，所以要求加強安裝與管理，達到圍巖承載性能的要求，支護效果合格，給施工順利實施奠定基礎。

(3)大變形的處理。遇到大變形時需要馬上停止掌子面施工，并且對該區域進行封閉管制。而后采取支護系統進行支撐，一般來說支撐的方式可以選擇鋼板樁或是錨固支撐技術、注漿支護技術，支撐完成后還需要對該區域進行監測，并且在了解地質情況變化基礎上，合理的優化施工方案，減少不必要的問題出現。

(4)輔助工法。針對隧道斷層面施工的問題，在受到巖層應力作用下其破損度比較大，加之在地下水不斷影響之下很容易出現塌方等問題。因此，在項目開展前，要將排水、堵水方案構建，按照地質的要求綜合性的構建出緊急預案。

6 結 語

山區高速公路項目施工環節，超前地質預報是極為重要的工作，對于工程質量影響也比較大，所以需要積極落實地質勘察和分析工作，發布相關的施工方案，采取必要的防范和應對措施，消除安全與質量隱患，保證隧道工程質量符合要求，滿足公路運行安全性標準。