穆天書(shū)

（中交一公局第五工程有限公司 河北 三河 065201）

延崇高速公路為2022 年北京冬奧會(huì)的重要賽場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線，是北京延慶與張家口崇禮兩個(gè)城市之間的連接帶，對(duì)于兩個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、疏解西北通道京藏G6、京新G7 客貨運(yùn)交通壓力、提高道路通行能力和行車安全具有重要意義。但是在修建高速公路過(guò)程中，會(huì)遇見(jiàn)很多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題需要解決，比如在施工隧道工程中，會(huì)遇見(jiàn)斷層破碎帶。這種地帶有著裂縫發(fā)育特點(diǎn)，而且滲漏性也很強(qiáng)，對(duì)施工的支護(hù)造成困難。為了保證施工的質(zhì)量，需要對(duì)這種地帶采用不同的施工方法，以此來(lái)保證施工中的安全事故零發(fā)生和施工質(zhì)量控制。

1 高速公路隧道基本情況

延崇高速公路全長(zhǎng)約113.7km，其中北京段全長(zhǎng)約33.2km，河北段全長(zhǎng)約81.2km，南起興延高速公路，終點(diǎn)連接崇禮縣太子城賽場(chǎng)。松山隧道是延崇高速公路（北京段）第九標(biāo)段設(shè)置的一座隧道，由中交第一公路工程局有限公司承建，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為為雙向四車道，隧道單洞建筑限界11m×5.5m，屬于分離式隧道，整體分離式松山隧道總長(zhǎng)為9.2km，最大埋深712m。在該隧道修建過(guò)程中要穿過(guò)斷層破碎帶，因此施工的方法選擇是非常重要的[1]。該工程遇見(jiàn)的斷層破碎帶主要采用以下施工手段：（1）使用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)對(duì)圍巖的基本情況作出預(yù)判；（2）支護(hù)方面主要采用超前小導(dǎo)管配合水泥和水玻璃雙液注漿實(shí)現(xiàn)超前支護(hù)；（3）使用臺(tái)階法進(jìn)行挖掘施工，開(kāi)始施工時(shí)需要使用I18 工字鋼架，使用掛網(wǎng)等方法來(lái)輔助施工。這些方法應(yīng)用在工程中，都獲得了很好的效果。

2 工程主要采用的施工手段

2.1 對(duì)圍巖基本情況判斷

施工以前主要是采用鉆孔的方法對(duì)圍巖的基本情況進(jìn)行了解，但是這種了解手段獲得的基本情況和實(shí)際施工還是存在一定差異[2]。對(duì)此，需要根據(jù)新奧法的基本原理，在設(shè)計(jì)工作開(kāi)展前對(duì)圍巖的級(jí)別做一個(gè)動(dòng)態(tài)的調(diào)整。在施工到掌子面到斷層破碎帶的15m 時(shí)，這種情況下需要使用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。本次工程經(jīng)過(guò)檢測(cè)單位的預(yù)判以后，把斷層破碎帶的等級(jí)劃分為2 級(jí)圍巖。

2.2 支護(hù)手段使用

斷層破碎帶采用的支護(hù)手段中，主要采用加固圈技術(shù)進(jìn)行。該種技術(shù)主要是采用超前小導(dǎo)管在水泥或者是使用水玻璃雙注漿，在拱部的120°范圍開(kāi)挖輪廓線四周進(jìn)行水泥漿加固拱。這種支護(hù)手段的采用能夠有效提高圍巖穩(wěn)定性，還可以提高圍巖的承重力。本次使用的超強(qiáng)小導(dǎo)管長(zhǎng)度在4.5m，超前小導(dǎo)管的布置上主要是沿著隧道的拱部開(kāi)挖輪廓線設(shè)置，采用的環(huán)向之間距離是40cm，向外的傾斜度在10 ～15°。開(kāi)展注漿施工時(shí)采用雙液壓注漿泵，注水泥和水玻璃雙注漿。

2.3 開(kāi)挖技術(shù)使用

對(duì)斷層破碎帶開(kāi)挖時(shí)，主要使用的原則是短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)的原則，為了適應(yīng)這種開(kāi)挖要求，本次施工主要采用正臺(tái)階開(kāi)挖法[3]。使用正臺(tái)階開(kāi)挖的技術(shù)中，上臺(tái)階施工時(shí)候的挖掘高度在5.7m，下臺(tái)階的施工過(guò)程中開(kāi)挖的高度控制在2.5m，完成以后是采用相互交錯(cuò)的方法開(kāi)始挖掘施工。同時(shí)還需要對(duì)鋼架的距離控制，一般情況下要求控制在2 ～2.5m。在開(kāi)挖過(guò)程中，要求是兩個(gè)臺(tái)階保持的縱向距離是15 ～20m。這種距離的保持有著一個(gè)好處，能夠有效保證開(kāi)挖盡早落底。開(kāi)挖施工時(shí)，還需要注意對(duì)圍巖的支護(hù)施工，施工的原則是盡早開(kāi)展，因?yàn)閲鷰r暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)有風(fēng)化風(fēng)險(xiǎn)，需要采用盡快初期支護(hù)的技術(shù)進(jìn)行施工。

2.4 初期支護(hù)技術(shù)

初期支護(hù)使用的參數(shù)如下：（1）對(duì)拱面的初期封閉，主要采用噴射混凝土方法進(jìn)行，要求使用的水泥標(biāo)號(hào)為C25，噴射的混凝土厚度控制在4cm。支護(hù)時(shí)還要采用鋼拱架，這種拱架主要采用114 工字鋼拱架，鋼拱加縱向之間距離保持在100cm，環(huán)向之間的距離保持在100cm。（2）施工徑向系統(tǒng)錨桿，這種錨桿是一種排氣中空注漿錨桿，使用的長(zhǎng)度在4m，環(huán)向之間的距離是100cm，縱向之間的距離為80cm。采用噴射方法施工混凝土，要求混凝土為纖維混凝土，使用的厚度保持在28cm。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)及質(zhì)量控制措施

在斷層破碎帶施工中，施工的主要要點(diǎn)是形成加固圈，同時(shí)采用該種技術(shù)主要的要點(diǎn)又在超前小導(dǎo)管施工，以及對(duì)水泥、水玻璃雙注漿的施工技術(shù)[4]。為了保證該處工程的施工質(zhì)量，需要對(duì)兩個(gè)方面的技術(shù)質(zhì)量控制：一個(gè)是超前小導(dǎo)管，另一個(gè)是對(duì)注漿質(zhì)量的控制。

3.1 控制超前小導(dǎo)管的施工質(zhì)量

本次施工過(guò)程中，巖體的主要結(jié)構(gòu)成分為強(qiáng)風(fēng)化麻花崗巖，這種結(jié)構(gòu)的巖石層有著以下方面的特點(diǎn)：節(jié)理發(fā)育、基巖破碎，還有著很多的夾層，而且想要鉆孔非?？针y，使用的鉆孔技術(shù)還容易造成卡鉆，采用的鉆孔技術(shù)有相當(dāng)大的難度。因此在施工過(guò)程中對(duì)超前小導(dǎo)管的安裝時(shí)，促使安裝的角度和位置滿足設(shè)計(jì)要求，這個(gè)是保證質(zhì)量的關(guān)鍵所在。

小導(dǎo)管的施工過(guò)程中，主要采用鉆孔方法進(jìn)行，施工時(shí)需要嚴(yán)格按照施工步驟進(jìn)行，施工步驟為封閉巖面，完成以后是鉆孔作業(yè)，鉆孔完成還需要做清孔，然后是對(duì)鋼花管的安裝，最后是注漿施工。對(duì)于采用超前小導(dǎo)管安裝中，還有著嚴(yán)格的施工順序，其順序如下：

（1）封閉巖面。為了在施工時(shí)能夠保證注漿的效果，對(duì)巖面需要采用注漿技術(shù)，注漿主要采用C25 水泥，使用噴射的方法注漿，厚度保持在3 ～5cm[5]。安裝完成鋼花管以后，還需要采用錨固劑對(duì)安裝的鋼花管周圍進(jìn)行密封，密封的方法主要是保證注漿不會(huì)有漏漿的情況發(fā)生。

（2）鉆孔。對(duì)鉆孔設(shè)備的使用時(shí)，首先需要檢測(cè)風(fēng)槍是否能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。施工人員在進(jìn)行鉆孔時(shí)要保持勻速進(jìn)行，特別是在斷層破碎帶施工中，如果遇見(jiàn)夾層時(shí)，需要控制好鉆孔速度，對(duì)速度控制能夠有效防止夾鉆的情況發(fā)生。開(kāi)展鉆孔工作時(shí)還需使用儀器對(duì)位置的控制，鉆孔質(zhì)量控制時(shí)可以根據(jù)鉆進(jìn)形狀來(lái)判斷，同時(shí)在鉆孔過(guò)程中如果遇見(jiàn)故障，需要采用措施對(duì)故障對(duì)及時(shí)處理。

（3）清孔。采用清孔技術(shù)主要是使用高壓空氣，清孔是從孔底向孔口清理。清理工作完成以后，還需要對(duì)孔的質(zhì)量檢測(cè)，主要是使用儀器檢測(cè)法，需要使用經(jīng)緯儀、測(cè)斜儀等儀器。

（4）鋼花管的安裝。安裝過(guò)程中鋼管之間距離控制在15cm，并且開(kāi)展鉆孔注漿，注漿過(guò)程中還要注意尾部的留置位置，需要有1m 不能夠注漿。對(duì)管道的安裝過(guò)程中采用直接插入法，如果有需要的情況下，可以在管底部采用木板墊尾風(fēng)槍注入法。本次施工中使用的超前小導(dǎo)管，其主要的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 超前小導(dǎo)管結(jié)構(gòu)圖

3.2 注漿施工技術(shù)

在本次的施工過(guò)程中，斷層破碎帶主要有著裂縫發(fā)育、孔隙大，而且還有著滲透性好的特點(diǎn)，這些方面的特點(diǎn)為超前預(yù)注漿增加了一定的施工難度。對(duì)該處的注漿質(zhì)量控制中主要是對(duì)漿液的流失控制和注漿量控制。對(duì)在這兩個(gè)方面的質(zhì)量控制，可有效保證加固圈的穩(wěn)定和可靠。

本次注漿中主要采用雙注漿技術(shù)，這種技術(shù)主要有著以下方面的內(nèi)容：

（1）注漿參數(shù)。水泥注漿液中需要控制水灰比例，這個(gè)比例控制在0.8 ～1，對(duì)水玻璃的比例控制需要控制在30 ～35 波美度，水泥漿和水玻璃的比例控制在1 ∶0.3 ～1 ∶0.8，注漿時(shí)采用的壓力控制在1MPa 左右。

（2）注漿順序。采用的順序主要是由低向高進(jìn)行，也就是由低孔位向著高孔位進(jìn)行灌注。

3.3 質(zhì)量控制

由于該段是斷層破碎帶，施工時(shí)需要對(duì)頂棚的下沉監(jiān)控，還要對(duì)周邊的收斂進(jìn)行監(jiān)控。拱頂下沉、兩組周邊收斂點(diǎn)按證臺(tái)階法施工順序在施工中布置。對(duì)這種施工中，挖掘完成以后需迅速進(jìn)行埋設(shè)，還要進(jìn)行初始的讀數(shù)。觀察過(guò)程中還需要對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以及時(shí)掌握地層的變化情況，做出事故預(yù)判，這種預(yù)判主要是對(duì)支護(hù)施工和設(shè)計(jì)參數(shù)的修正參考。

4 施工注意事項(xiàng)

（1）開(kāi)展鉆孔工作需要對(duì)位置的確定，對(duì)每一個(gè)孔都需要進(jìn)行編號(hào)處理。對(duì)于孔的清理時(shí)主要采用高壓氣槍處理，要求對(duì)這種工具的正確使用。鉆孔過(guò)程中處了對(duì)這些工具使用以外，還需要對(duì)各種儀器的正確使用，比如對(duì)經(jīng)緯儀的使用，測(cè)斜儀的使用等。在采用儀器檢測(cè)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤，需要及時(shí)糾正，保證孔的質(zhì)量。

（2）當(dāng)注漿過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有大的空洞等，可先注水泥砂漿或混凝土后進(jìn)行注漿。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在高速公路隧道穿越斷層破碎帶施工技術(shù)探討中，主要是從三個(gè)方面分析：對(duì)技術(shù)分析，采用合理技術(shù)保證施工質(zhì)量；對(duì)施工要點(diǎn)分析，注重施工要點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)工程有質(zhì)量完成；對(duì)注意事項(xiàng)分析，確保工程的施工安全。在隧道斷層破碎帶施工中，做好這三個(gè)方面的工作，有助于保證工程順利開(kāi)展。