公路隧道断层破碎带施工技术

公路隧道断层破碎带施工技术

万鹏

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摘要：结合某地在建公路隧道，重点分析公路隧道断层破碎带施工技术在我国公路建设中的应用情况，并根据此种技术应用所产生的作用及影响，分析了目前我国整体断层破碎带的施工工艺，在整个分析过程及结果中，断层破碎带施工技术在公路隧道的安全性及稳定性上面起到了积极作用，不容忽视。

关键词：公路隧道断层；破碎带；施工技术

1工程概况

此地在建公路隧道为上下长度分别是6347m、6362m的上下行线隧道，在这段隧道中，大小不一的断层共有九条，其中有两条断层宽度超过了五十米，且这两条断层中破碎的岩石非常多且具有强烈的不稳定性。在此段隧道内部，施工难度较大，另外隧道内部岩石的饱和抗压强度为30MPa这种条件也不利于施工。所以施工技术人员要进行认真评估并做出合理的、科学的断层处理方案保证隧道的安全性。

2断层破碎带对隧道的影响

隧道中一旦出现断层破碎带，就要引起高度重视，因为断层破碎带与其他正常区域相比，其含水量更高、抗剪强度更低，而强度降低的同时导致岩体压缩性增大，在进行隧道支护工作时，压缩性增大的岩体极易发生变形甚至破碎。另外，断层破碎带上下层之间性质不同，产生的沉降就会更加不均匀，不均匀的沉降及较高的含水量容易引发隧道塌方、崩塌等安全事故，甚至还会延长工期，整体建设费用也会相应增加。

3公路隧道断层破碎带施工技术

3.1施工方案的合理选择

为更加安全处理断层的破碎带，往往要根据不同的断层情况及现场情况作出相应改变，选择最适合当前的处理方法。在进行不同处理方法的选择时，首先要摸清断层性质，其次，认真考量断层区域的施工人员技术、经验以及所使用的的机械设备运行情况。在此段隧道中，因其较多的断层，特选用全断面开挖光面爆破加钢拱架和挂网共同联合支护的方式进行爆破支护工作，将爆破后产生的废渣使用侧翻装载机及自卸汽车进行装运输送。

3.2开挖

在进行隧道断层破碎带的挖设工作中，要尽量避免为后续施工埋下安全隐患，因此挖设工作要遵循以下施工原则：进尺长度要缩短、爆破力度要减弱、支护工作要加强、封闭区域要趁早，做好这几个方面的工作后，施工安全相对就得到了极大的保障。在正式施工时，运用三层开发方法进行挖设，且监督管理人员要进行实时监测工作，确保人员、设备及断层在挖设过程中的安全性。在此种开挖方式下，被分为3层的平台可以同时运用气脚式凿岩机进行钻孔钻眼作业，在开挖过程中还要预留出运输车辆、台车以及其牵引装载车的通行宽度，方便运输。

在本次开挖工作中，将断层破碎区域进行Ⅱ类围岩设计并一次性完成挖设工作，其中挖设面积约为112㎡，钻社炮眼161个。利用楔形掏槽方式掏出施工所需的11个炮眼。在区域内周边凿出距离为50厘米的45个炮眼，区域中间凿设30个炮眼。

3.3初期支护

断层破碎带挖设工作完成以后，要及时进行支护工作，运用120a工字钢、径向锚杆、钢筋网进行支护的安装，然后对其喷射混凝土，形成稳定的支护围岩确保施工安全及工程质量。

在断层内部挖设工作开始前需要用混凝土进行喷射加锚杆以外还要将掌子面进行及时地清理，主要是由于断层内部围岩较为脆弱，所以清理掌子面后还要用混凝土及4.0mRD25N锚杆将上层断面进行封闭，当所有混凝土喷射完成后，安装锚杆以及钢拱架（材料选用20号工字钢，间距75公分），利用钢筋网为断层内的全断面进行铺设，以确保围岩支护质量。

在加工钢拱架时，为实现最大工作效率，往往同时运用两台自制设备不断加工，使两滚轮之间保持1.5米的距离，在其对面设置重量为100吨的千斤顶，使量滚轮同时并排运作且运作时滑铁可以前后自由滑动，另外在运行过程中，及时调整拱架半径较为便利。加工过程中，工字钢会因滑铁中前部被动滚轮与主动滚轮之间形成的等边三角形而自动向前行驶。两台电机操作模式下最少需要三人来维护机器设备运行，这样一天可加工出6～10榀钢拱架。钢拱架加工完毕后喷射混凝土，此时应采用槽喷法，在隧道洞外部拌制混凝土，通过自卸汽车运输至指定地点，这样下来，施工时间上得到了保证，同时工人及设备工作效率得到了有效提高。

3.4超前支护

运用长度为5米的热轧无缝钢管进行超前支护，为形成止浆段在导管前段钻孔径为10毫米、间距为15厘米与导管尾部距离30厘米的不注浆孔。做超前支护时需保证各导管件环向间距控制在40厘米之内，而水平搭接后的长度也不能超过一米，在对钻孔进行注浆时，压力应保持在0.5～1.0MPa范围之内。

3.5装碴及运输

使用载重量为60吨的装载机及PC200～5挖掘机协同运行，共同进行掌子面的装碴清理工作，利用自卸汽车将其输送至指定地点。

4施工注意事项

4.1工序安排

在断层处理的所有工序安排上，必须遵循锚喷构筑法原理，所有工序首要注意应该是施工安全，其次注意每道工序之间的相互衔接、工序执行原则。每道工序都不能偷工减料、减少施工程序，充分做到循序渐进，确保断层围岩的为稳定性并保障后续施工能够顺利接轨进行。

4.2初期支护要求

在支护初期，断层内岩石较脆弱，容易发生风化问题，所以此时要做好封闭工作。做初期支护应该注意围岩形变问题并确保周边围岩有足够强的承载能力，去报支护工作不受岩石、围岩形变及承载力的影响，能够顺利进行，保障后期各项施工内容进度及质量。

4.3大变形的处理

如施工过程中遇到大变形，此时应及时停止对掌子面的施工并予以封闭处理，封闭后及时注浆，此外还要对掌子面后方支护系统做加固处理，处理好掌子面及后方支护系统后监督管理人员要对此区域进行实时监控监测，将监测到的数据及时上传并根据监测到的地质情况作出相应的施工方案调整，确保施工顺利进行。

4.4辅助工法

在遇到隧道有较大断层时，因这类断层含水量较多且破损度较大，施工过程中稍有不慎极易发生塌方崩塌等安全事故，有很大的安全隐患，所以，在正式施工之前，一定要探测好端侧的含水量及破损度并根据不同情况作出支护处理，对于有较多地下水区域，及时适当堵水，以确保施工人员的施工环境安全。

5结语

在各地的公路隧道建设工作中，如果能提前做好地质勘探及预报工作，无疑将会为后期的施工带来不少便利，超前的地质预报能够提前勘察施工区域地质环境，针对不同的地质环境制定不同的、科学的是施工方案，还会针对施工中可能出现的各种安全问题提前做出预防并做出相应解决对策，使正式施工时的安全隐患降至最低，将施工环境安全度大幅提升。施工技术人员在施工时从支护及辅助工法方面做出合理选择运用，则使施工过程更为顺利、安全，施工质量相应得到了保证。

参考文献

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[3]贾剑青,王宏图,李晓红等.复杂条件下隧道支护体时效可靠性探讨[J].岩土工程学报,2008,20(3):390-393.