■鮑慶偉 ■中國(guó)中鐵九局集團(tuán)有限公司，吉林 吉林 132000

隧道是公路、鐵路工程中的重要組成部分，在道路建設(shè)進(jìn)程不斷加快的情況下，隧道工程的數(shù)量也在不斷增加。在開挖及修建隧道的過程中通常會(huì)遇到斷層破碎地段，隧道中的斷層及破碎圍巖可對(duì)整個(gè)工程的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，如處理不善將可能引起隧道塌方等安全事故［1］。本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)隧道斷層及破碎圍巖段的施工技術(shù)進(jìn)行了探討，旨在提高道路隧道工程的施工質(zhì)量。

1 工程概況

某隧道的起點(diǎn)為 DK237+763，終點(diǎn)為 D326+821，隧道全長(zhǎng)890．5km，隧道中設(shè)置有5座斜井，最大埋深值為768m。隧道內(nèi)部存在斷層破碎段，斷層破碎段的起訖里程為DK292+192～643，均為V級(jí)圍巖，總長(zhǎng)度為451m。高地應(yīng)力是斷層破碎圍巖出現(xiàn)的主要原因，DK292+192～643中的圍巖受到高地應(yīng)力及地殼運(yùn)動(dòng)的影響，已經(jīng)變得密實(shí)且破碎，在開挖隧道后發(fā)現(xiàn)圍巖多呈粉末狀。斷層破碎段當(dāng)中的斷層泥礫δ0為350kPa，破碎巖δ0為620kPa，視電阻率在45Ω·m～280Ω·m之間，巖體波速在2581m/s～2814m/s之間。為了保證隧道施工的順利進(jìn)行，決定對(duì)該段圍巖進(jìn)行特殊處理。

2 隧道斷層破碎圍巖段施工控制技術(shù)分析

2．1 超前注漿預(yù)加固控制技術(shù)

在對(duì)本工程的圍巖狀況進(jìn)行考察后決定先采用超前導(dǎo)管注漿技術(shù)對(duì)隧道巖面進(jìn)行加固處理。首先沿輪廓線在開挖面設(shè)置鉆孔，隨后利用小導(dǎo)管將膠凝漿液注入鉆孔中，漿液硬化后便可以預(yù)加固斷層破碎圍巖，從而起到超前支護(hù)作用，并保證隧道開挖作業(yè)的安全性。本工程采用的小導(dǎo)管直徑為45mm，壁厚為4．0mm，開挖隧道時(shí)的循環(huán)長(zhǎng)度為5．5m，每個(gè)循環(huán)之間的搭接長(zhǎng)度均＞1．5m，在拱頂120°范圍內(nèi)小導(dǎo)管的環(huán)向間距為30m。在施工的過程中將錨固劑填塞到小導(dǎo)管中，同時(shí)在小導(dǎo)管中插入直徑為20mm的螺紋鋼筋，以便能夠使導(dǎo)管的抗壓強(qiáng)度及抗彎剛度得以增強(qiáng)。鉆眼時(shí)采用YT28型長(zhǎng)鉆桿，鉆桿長(zhǎng)度為4．0m，鉆眼完成后將鉆桿拔出，并將小鋼管插入，在插入鋼筋及加入錨固劑的同時(shí)注入水泥漿液，當(dāng)注漿壓力上升到1MPa時(shí)可停止注漿施工［2］。對(duì)于地下水較為豐富的破碎圍巖地段，本工程結(jié)合了深孔注漿工藝，利用小導(dǎo)管完成平導(dǎo)超前及地表超前預(yù)注漿施工。經(jīng)超前注漿加固控制后，斷層破碎圍巖段形成了大范圍且厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的加固區(qū)，在預(yù)加固后可進(jìn)行開挖施工及其他支護(hù)作業(yè)。

2．2 短臺(tái)階開挖控制技術(shù)

完成超前預(yù)加固處理后本工程采用了短臺(tái)階工藝進(jìn)行開挖施工，同時(shí)起爆上臺(tái)階與下臺(tái)階，爆破施工的循環(huán)進(jìn)尺為2．5m，為避免斷層破碎圍巖坍塌，在爆破時(shí)將下臺(tái)階的炸藥用量控制在0．5kg/m3～0．85kg/m3之間，上臺(tái)階為 1．0kg/m3～1．3kg/m3。圍巖周邊眼安放直徑為20mm的小藥卷，起爆時(shí)采用間隔導(dǎo)爆技術(shù)，周邊炮眼的裝藥量≤0．5kg/m3。為了避免對(duì)斷層破碎圍巖的穩(wěn)定性造成影響，在施工中嚴(yán)格控制上臺(tái)階的高度，使其保持在6m左右，以便留有足夠?qū)挾鹊牟僮髌脚_(tái)，開挖好上臺(tái)階后暫停開挖施工，3d后開始開挖下臺(tái)階，在開挖過程中確保預(yù)支護(hù)變形量≤5cm。下臺(tái)階與仰拱之間的距離為20m，以便于施工機(jī)械進(jìn)入開挖操作平臺(tái)，開挖好下臺(tái)階后暫停施工，7d后開始處理仰拱，處理仰拱時(shí)確保預(yù)期加固的變形量≤10cm［3］。為了加快鋼筋綁扎、矮邊墻及防水板的施工進(jìn)度，在開挖時(shí)還要保證掌子面與拱墻混凝土襯砌之間的距離為45m左右，上臺(tái)階及下臺(tái)階的開挖施工完成30d后才可在拱墻噴射或澆筑混凝土，在拱墻施工階段保證預(yù)加固變形量≤25cm。

2．3 圍巖支護(hù)控制技術(shù)

開挖后及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)處理，在支護(hù)施工中采用了型鋼鋼架，鋼架由仰拱部分、上斷面及下斷面部分組成，確認(rèn)鋼架的各部分連接牢固后緊貼圍巖布置鋼架，如超挖部分較多，則將預(yù)制混凝土塊置于超挖部分。為了避免鋼拱架出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，本工程在鋼拱架與圍巖之間焊接了鋼板，鋼板規(guī)模為15mm×230mm×500mm，在鋼板的定位孔中打入鎖腳錨管，以便增加鋼拱架的抗變形能力及避免發(fā)生位移。鋼筋網(wǎng)的規(guī)格為150cm×150cm，網(wǎng)格間距為25cm×25cm，在本工程中安裝了2層鋼筋網(wǎng)，以減少破碎圍巖的回彈量、提高受噴性及加快混凝土的噴射速度。在錨支護(hù)施工中使用的錨桿為螺紋鋼，直徑為25mm，鉆孔深度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后將浸透的錨固劑塞入其中，隨后插入螺紋鋼，確定錨桿到達(dá)孔底后安裝好墊板及擰緊螺栓，將鋼架與錨桿尾部焊接牢固。完成錨桿施工后便可以噴射混凝土，混凝土的坍落度為95mm～105mm，速凝劑添加量為1．0% ～1．5%，水灰比為0．48。噴射混凝土的順序?yàn)閺纳系较隆⑾葒妷Ρ诤髧娚溲龉?，噴射時(shí)噴嘴與工作面應(yīng)保持垂直，且兩者距離應(yīng)保持在2．0m左右［4］。在完成混凝土噴射施工及鋼架施工后可進(jìn)行襯砌施工，襯砌厚度為85cm，安裝好模板后連續(xù)灌注混凝土。此外，對(duì)于破碎圍巖中的泥帶，則在坍穴口設(shè)置臨時(shí)排水管道，管道為直徑為60mm的鋼管，以便及時(shí)排除斷層泥，改善圍巖支護(hù)效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，斷層中的破裂圍巖可對(duì)隧道工程的施工質(zhì)量造成影響。為了有效控制破碎圍巖，避免不良地質(zhì)條件影響工程建設(shè)質(zhì)量，則應(yīng)注意在施工過程中采用科學(xué)合理的施工工藝控制破碎圍巖，改善破碎圍巖的支護(hù)質(zhì)量及強(qiáng)度。

［1］畢強(qiáng)，葛根榮，王毅．調(diào)整線路平縱斷面解決隧道中線施工偏差的原則及方法探討［J］．高速鐵路技術(shù)，2014(1):53-56．

［2］李文江，孫明磊，朱永全，朱正國(guó)，李玉良．軟弱圍巖隧道臺(tái)階法施工中拱腳穩(wěn)定性及其控制技術(shù)［J］．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，31(z1):2729-2737．

［3］王劍晨，張頂立，張成平，房倩，蘇潔，杜楠馨．北京地區(qū)淺埋暗挖法下穿施工既有隧道變形特點(diǎn)及預(yù)測(cè)［J］．巖石力學(xué)與工程學(xué)，2014(5):947-956．

［4］盧裕杰，謝勇濤，丁祥．新建上跨隧道爆破施工對(duì)既有隧道影響的數(shù)值模擬及工程對(duì)策［J］．中國(guó)鐵道科學(xué)，2012，33(z1):104-110．