周耀

摘 要：在隧道施工中，做好斷層破碎帶內(nèi)隧道施工圍巖穩(wěn)定性處理工作能夠提高施工效果。基于此，本文由斷層破碎帶內(nèi)隧道施工圍巖穩(wěn)定性關(guān)鍵技術(shù)展開論述，從主要斷裂構(gòu)造、隧道與斷裂的相互影響、斷層破碎帶內(nèi)隧道施工圍巖穩(wěn)定性建議這幾個(gè)方面闡述了穩(wěn)定性分析過程，希望能夠?yàn)樗淼澜ㄔO(shè)事業(yè)提供助力。

關(guān)鍵詞：隧道施工;圍巖施工;隧道斷層

斷層、破碎帶等不良地形作為隧道施工中經(jīng)常需要面對的問題，如果不能及時(shí)解決，則很容易導(dǎo)致涌水、塌方等事故，影響隧道施工的正常落實(shí)，因此，技術(shù)人員需要深入分析斷層破碎帶內(nèi)隧道施工圍巖穩(wěn)定性，并根據(jù)研究結(jié)果，來采取有效措施來應(yīng)對斷層、破碎等不良地形，提升隧道施工水平。

1 斷層破碎帶內(nèi)隧道施工圍巖穩(wěn)定性關(guān)鍵技術(shù)

在斷裂破碎帶中，工作人員需要結(jié)合隧道施工過程力學(xué)、隧道支護(hù)與圍巖作用關(guān)系研究、隧道圍巖穩(wěn)定性控制理論等專業(yè)技術(shù)知識，合理制定斷層破碎帶這一不良地形的應(yīng)對方法，并采取有效措施，強(qiáng)化圍巖的穩(wěn)定性，保障隧道施工的效果。在施工過程中，工作者應(yīng)當(dāng)靈活運(yùn)用隧道地層變形技術(shù)，來準(zhǔn)確地分析和評價(jià)當(dāng)前的斷層、破碎帶現(xiàn)狀，并采取相應(yīng)的監(jiān)控測量技術(shù)，來為大斷面隧道的開挖，提供技術(shù)支持，同時(shí)，合理化軟弱圍巖隧道的整體設(shè)計(jì)，為隧道施工奠定良好的基礎(chǔ)。

在圍巖的穩(wěn)定方面，工作者還要積極應(yīng)用隧道圍巖穩(wěn)定性控制技術(shù)，根據(jù)圍巖的機(jī)理，以及區(qū)域性現(xiàn)狀，評價(jià)和分析圍巖的性能，然后針對性地彌補(bǔ)圍巖結(jié)構(gòu)中的薄弱項(xiàng)，深入優(yōu)化圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低斷層、破碎帶對隧道施工產(chǎn)生的影響，提升隧道工程的施工水平。對于斷層、破碎帶地形中經(jīng)常存在的富水問題，工作者還要采用高地應(yīng)力與富水隧道建造技術(shù)，分析地下水與圍巖、支護(hù)性能之間的關(guān)系，降低涌水、坍塌事故發(fā)生的幾率，保障整體結(jié)構(gòu)施工的科學(xué)性和合理性，為隧道圍巖穩(wěn)定性優(yōu)化施工提供關(guān)鍵的技術(shù)支持。此外，施工者還要準(zhǔn)確選擇相應(yīng)的施工技術(shù)，來強(qiáng)化斷層破碎帶條件下，隧道整體結(jié)構(gòu)的耐久性。

2 斷層破碎帶內(nèi)隧道施工圍巖穩(wěn)定性實(shí)例分析

2.1 工程概況

該隧道工程位于高山峽谷地貌中，地形起伏較大，并且內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。在勘探期間，工作者發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場多個(gè)區(qū)域受到了斷裂性構(gòu)造的影響，整體的巖層比較破碎，屬于斷層破碎帶結(jié)構(gòu)，為施工增加了極大的難度。此外，在隧道進(jìn)口位置，還存在一些危巖體，容易產(chǎn)生泥石流堆積問題，同時(shí)，經(jīng)過測量，勘探人員發(fā)現(xiàn)該區(qū)域地震動(dòng)峰值的加速度為0.2g，因此，設(shè)計(jì)者將此次工程的地震基本烈度定為Ⅷ，需要施工人員采取相應(yīng)的措施，來有效應(yīng)對基于上述環(huán)境下的斷層破碎帶地形，保障工程的順利完成。

2.2 分析過程

2.2.1 主要斷裂構(gòu)造

2.2.1.1 F1斷層

松多隧道主要擁有兩條斷層，分別是F1以及F2斷層，兩條斷層都是屬于活動(dòng)斷層。其中的F1斷層屬于區(qū)域性質(zhì)的主斷層，在整個(gè)松多隧道的北側(cè)大概三百到五百米左右通過，屬于逆沖斷層的一種，整個(gè)逆沖斷層與隧道的整體走向接近水平，走向近EW，斷層的破碎帶寬為八十米到一百三十米之間。因?yàn)檫@種F1斷層的影響，隧道的隧址區(qū)巖石巖體大多呈現(xiàn)為塊狀以及碎塊狀。

2.2.1.2 隧道圍巖的影響

F1斷層的斷裂與松多隧道的最小距離為三百米，對F2斷層的隧道圍巖影響很大，因?yàn)檎麄€(gè)松多隧道的出門端就在次級斷層的上盤，而巖斷層中巖體極其破碎，同時(shí)斷層的破碎還帶有腹水，所以特別容易引發(fā)涌水、垮塌等一系列的安全事故，具有極大的安全隱患。根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》的計(jì)算，圍巖質(zhì)量的指標(biāo)BQ以及修正值[BQ]應(yīng)該在進(jìn)行修建時(shí)考慮到地下水、以及初始應(yīng)力狀態(tài)的修正系數(shù)還有軟弱結(jié)構(gòu)面的影響。全部考慮過后根據(jù)計(jì)算得出的最終結(jié)果，將隧道出口位置的圍巖級別設(shè)為V級，受到了F2斷層的影響十分明顯[1]。

2.2.1.3 斷裂區(qū)隧道的用水量計(jì)算

F2斷層里面包含非常豐富的水量，而且經(jīng)過構(gòu)造應(yīng)力的影響，會導(dǎo)致地表水以及深部的地下水之間保持著相互聯(lián)系的連接通道。隧道區(qū)的地下水一般會通過降雨來進(jìn)行入滲補(bǔ)給，所以能夠使用年均降雨量預(yù)測出隧道的整體涌水量，

2.2.2 隧道與斷裂的相互影響

2.2.2.1 隧道斷裂區(qū)的數(shù)值及參數(shù)

通過在隧址區(qū)的實(shí)際勘察得到的數(shù)據(jù)，通過使用數(shù)據(jù)的仿真方法來計(jì)算出連續(xù)下雨工況以及正常工況中隧道的開挖情況。對斷層以及隧道在進(jìn)行施工過程中的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，從而能夠確認(rèn)隧道的具體支護(hù)方法，也可以通過對松多隧道的左右硐進(jìn)行位移監(jiān)測，至于斷裂區(qū)的隧道開挖圍巖的具體參數(shù)的選擇相對于結(jié)果的影響會很大，所以在進(jìn)行參數(shù)測試時(shí)，可以通過室內(nèi)土工的測試方式來實(shí)施，并且結(jié)合當(dāng)?shù)氐囊恍┢渌こ桃约皵?shù)據(jù)資料可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

2.2.2.2 破碎帶軟化對隧道穩(wěn)定性影響分析

斷層帶在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，造成深層地下水、地表水兩者之間形成互有關(guān)聯(lián)的水力通道。在降雨的自然條件作用下，雨水經(jīng)歷水利通道，直接抵達(dá)斷層破碎帶，一方面提升了上部圍巖的承受壓力，另一方面對破碎帶巖層造成了軟化影響，嚴(yán)重危及隧道穩(wěn)定性能。如圖2所示，對比分析出圍巖挖建在降雨條件下，引起隧道各部位的變形問題[2]。

分析圖1數(shù)據(jù)可知，隧道圍巖變形的特征為：

2.2.2.2.1 針對同一隧道，相同位置存在的垂直與水平變形規(guī)律，具有較大差距。其中垂直變形量問題較為嚴(yán)重的位置在于：硐的頂端與底部，而水平位置產(chǎn)生的變形問題集中在拱腰位置;

2.2.2.2.2 持續(xù)降雨問題，造成了破碎帶巖體的性能弱化問題，造成隧道穩(wěn)定性發(fā)生一定程度的弱化，危及隧道安全。

3 斷層破碎帶內(nèi)隧道施工圍巖穩(wěn)定性建議

3.1 突水、突泥相關(guān)防護(hù)建議：松多隧道在與F2斷層發(fā)生斜交時(shí)，與松多斷裂帶之間的距離較近，極易引發(fā)突水突泥問題。對此問題，一方面建議隧道的涌水量因數(shù)設(shè)計(jì)在每天4843.35立方米，另一方面建議隧道在實(shí)際作業(yè)期間，采取預(yù)先預(yù)報(bào)、輸排水等方式，以此盡可能地回避在雨季天氣施工作業(yè)。

3.2 圍巖失穩(wěn)應(yīng)采取的防護(hù)建議：松多隧道出口位置，穿越LE1斷層F2、F1，此位置作為主要的斷裂的影響路帶，對此問題應(yīng)采取的措施為：建議在隧道區(qū)斷層作用區(qū)域內(nèi)的V級圍巖，采取CD作業(yè)方式，開挖長度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，作業(yè)爆破應(yīng)選擇微震光面的作業(yè)工藝，盡可能地減少不良作業(yè)引起的圍巖破壞問題，并采取超強(qiáng)長管棚、嘲笑導(dǎo)管等設(shè)備，對其實(shí)施支護(hù);在隧道作業(yè)期間采取地質(zhì)雷達(dá)、TSP系統(tǒng)等方式，其中TSP系統(tǒng)是隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)用平臺的簡稱，以此完成地質(zhì)超前預(yù)報(bào)、監(jiān)控量測等工作，以此全程把握圍巖與支護(hù)兩個(gè)區(qū)域的工作狀態(tài)，借助數(shù)據(jù)分析，調(diào)整支護(hù)參數(shù)，以此作為施工作業(yè)的指導(dǎo)性參數(shù)，用于事故分析與險(xiǎn)情探測，具有良好的應(yīng)用效果。

4 結(jié)語

綜上所述：結(jié)合松多隧道的勘察資料，對此隧道修建期間，可能性遭遇突水、圍巖失穩(wěn)等問題開展詳細(xì)探討，并以此為基礎(chǔ)，研究隧道挖建、持續(xù)降雨等事件引發(fā)的隧道安全問題，總結(jié)出以下結(jié)論：

4.1 在兩條斷層因素的影響作用下，松多隧道圍巖的級別在V，預(yù)測其涌水容量為每天1472.4立方米，施工期間發(fā)生的圍巖失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較高;

4.2 在受力不均的情況下，隧道左右兩側(cè)的硐具有不一致的穩(wěn)定性，隧道支護(hù)應(yīng)結(jié)合硐的實(shí)際情況，制定科學(xué)的防護(hù)措施;

4.3 降雨自然條件，在一定程度上削弱了隧道作業(yè)安全，在施工期間應(yīng)采取隧道防排水的良好措施，提升隧道安全性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅秀瑚.斷層破碎帶地段隧道施工控制技術(shù)研究[J].工程技術(shù)研究，2018（16）：251-252.