公路隧道工程穿越破碎带施工技术

公路隧道工程穿越破碎带施工技术

孔凡顶 

云南交投公路建设第六工程有限公司

摘要：本文结合实际，对公路隧道工程穿越破碎带施工技术进行分析。首先阐述公路隧道工程穿越破碎带施工原则，其次对穿越破碎带施工方法进行深入分析，希望通过本文论述后，能给相关工作人员提供一些参考。

关键词：公路隧道；穿越破碎带；开挖方法

引言

公路隧道工程在穿越破碎带的施工中，是一个具有挑战性的任务。破碎带是地质构造中的一种特殊地质形态，通常由多个断层交汇、地层变化和岩石破碎等复杂因素组成。这些特点使得破碎带区域的隧道施工相对困难，因此，必须要重视施工技术的科学应用，确保工程能够稳定进行。

1公路隧道工程穿越破碎带施工原则

公路隧道工程在穿越破碎带（如地震断裂带、断层带、滑坡带等）的施工中，必须遵循一系列重要原则，以确保工程的安全性、稳定性和可持续性。在规划和设计阶段，需要深入掌握破碎带的地质特征、活动性质、断裂类型等，以全面评估其影响。要采用合适的地质勘察和监测技术，以实时监测破碎带的活动情况，确保工程的施工和运营受到及时警示。在施工中，应采取相应的工程措施，如地下注浆、锚喷支护、预应力锚杆等，以增强隧道结构的抗震和抗滑稳定性。此外，施工期间还需严格控制振动和爆破作业，减小对破碎带的干扰。最后，在隧道运营阶段，需要定期检查和维护隧道结构，以确保其长期稳定性[1]。

2断层带的综合施工技术

2.1开挖方法

2.1.1半断面微台阶法

断层位于隧道拱部的情况下，采用半断面微台阶法，有助于提高施工效率和拓展施工空间。首先，进行现场开挖工作，随后应用新奥法施工，以增强结构的稳定性，同时满足施工安全性需求。微台阶法要求在台阶超前3~5m位置进行爆破开挖，以加快断面的闭合速度，提高施工效率，同时减小环境影响，确保支护施工的稳定性。

2.1.2上下断面顺序开挖法

上下断面顺序开挖法主要适用于隧道穿越大规模断层的情况,这种施工方法要求上断面必须在贯通断层带支护后才能进行下断面的开挖和支护，以确保施工的稳定性。对于断层破碎带的处理，特别是在岩石风化严重的情况下，采用预留核心土和周边爆破方法，以满足工程要求。在环形开挖的过程中，首先应用临时支护，然后分步进行中槽和马口位置的开挖，并最后进行钢架的安装，以满足支撑要求并保障施工的稳定性。

2.2微震爆破技术

（1） 综合控制爆破技术。为确保施工的高质量和顺利进行，采取光面爆破作业的方式，结合边墙爆破施工，以确保爆破作业的有效控制和工程质量的合格性。这一方法允许在施工的不同阶段分步进行爆破，以便更好地管理施工过程。光面爆破作业的方式能够减小爆破振动和冲击，从而降低对周围环境和隧道结构的影响，同时确保施工作业的安全性。（2）在进行炮眼布置时，需要根据现场施工的具体需求，特别强调合理设置炮眼位置。一般情况下，槽眼和周边眼的布置是首要考虑的，因为它们对于控制岩石爆破具有重要作用。底板眼和二台眼的布置次之，而最后是中间眼。为更好地管理振动效应，内圈位置上的炮眼密度相对较高，而周边的密度要适当降低，以确保爆破的均匀性和有效性。一般来说，内圈炮眼的间隔距离为周边炮眼距离的1.5倍，这一设置能够在爆破时更好地分散能量，减小振动对隧道结构的不利影响。（3）爆破器的选择。为最大程度地减小振动和冲击，通常采用低爆速的专用光爆炸药进行爆破作业。此外，雷管的设置也需要特别加强。一般情况下，采取分段安装的方式，以确保爆破在准确的时间和位置触发，最大程度地减小振动的传播，从而保护现场施工的稳定性和隧道结构的完整性。（4）掏槽形式。采用楔形掏槽的施工方式有助于有效减小爆破振动对周围环境和结构的影响。如果炮眼的深度较大，分层施工的方法可以应用，确保现场施工的连贯性和高效性[2]。

2.3支护方法

2.3.1喷锚网联合支护

在处理断层结构位置时，进行初喷施工，喷射层的厚度通常在3到5厘米之间。这一喷射工作有助于填充和封闭断层位置，以减小可能出现的不稳定因素，确保隧道结构的完整性。而后进行岩面的封闭施工，这一步骤旨在覆盖和保护隧道岩壁。封闭施工有助于固定和加强岩石表面，提高其稳定性，以便后续施工能够在一个安全的环境中进行。在结构施工的进程中，进行整个结构的锚杆和钢筋网架的施工。对于锚杆的选择，使用直径为22毫米的锚杆，单根长度为3到3.5米。锚杆的布置采用梅花型的方式，通常的间隔距离是1.0×1.0米。根据现场实际情况，也可以对锚杆的布置进行加密处理，以确保结构的稳定性达到标准要求。

2.3.2钢架支护

在公路隧道工程中，钢架支护技术是一项非常重要的工程措施，特别是在隧道的初期支护阶段。这种支护方式不仅有助于降低围岩的变形风险，还提供坚实的基础，以支持后续的超前支护工作。在现场施工中，正确安装和控制钢架的距离非常重要，通常将安装距离控制在0.5至1米之间，以确保满足工程规范的要求。纵向连接通常采用螺纹钢或拉杆方式，而环向的间隔距离通常在0.5至1米之间，以确保连接的牢固性和稳定性，满足工程的标准要求。这种均匀的支撑结构可以有效减轻围岩的压力，从而减少围岩的变形风险。此外，钢架支护还可以有效分散和承担地压力，有助于维持隧道结构的稳定性。一旦钢架支护工作完成，及时进行混凝土喷射是确保整个结构稳定性的关键步骤。混凝土的喷射可以填充钢架支护结构与围岩之间的空隙，增强整体的连续性

[3]。

2.3.3超前管棚及小导管注浆

在进行断层破碎带的施工时，超前支护技术起着非常重要的作用，这种技术采用超前管棚和超前小导管注浆的方式，以确保施工的安全性和质量。超前管棚的直径通常较大，一般在4到6米之间，其底部设置有锥形结构，以保证连接的稳定性和施工的顺利进行。此外，管棚的横向设置通常在30到50厘米之间，而纵向设置的间隔距离不超过2米，这些参数可以根据具体现场情况进行适当的调整和改进。管棚的横向设置采用交错方式，同时尾部要稳固连接到钢架上，通常通过焊接来实现连接。在超前小导管注浆的施工过程中，需要严格控制注浆材料的质量，确保间隔距离符合工程要，这种施工方式对管棚的间隔和连接非常关键，因为这些因素直接影响着施工的成功。

2.3.4支护加固与注浆补强

在半断面的现场开挖和施工环节中，下半断面的开挖阶段是一个关键的步骤。在这一阶段，必须对支护结构进行注浆施工，以填充支护结构后部可能出现的空隙问题，确保支护结构与围岩形成一个紧密的整体结构，从而提高施工的安全性和质量。此外，在下半断面的开挖过程中，需要特别关注拱顶的下沉问题。为避免拱顶下沉，需要在拱脚的位置上对称地安装支撑结构，特别是在断层的侧向拱角和边墙部位设置42毫米的小导管。这些小导管的设置需要确保横向间隔距离合适，并且它们必须与钢架连接牢固，以防止拱顶下沉等严重的质量问题的发生。通过注浆施工和支撑结构的合理设置，可以确保支护结构与围岩之间的无缝结合，减少施工中可能出现的空隙问题。此外，通过对支撑结构的安装，可以有效地防止拱顶下沉等问题的发生，从而保证施工的质量和安全性。

3结语

公路隧道工程施工环节，穿越破碎带施工有着较高的特殊性，属于系统性的工程，必须要从现场实际情况出发，结合地质条件等因素，确定合理的施工工艺方案，确保公路隧道项目施工顺利完成，各个结构部分的质量合格，满足当前公路隧道的运行需要，具备较高的安全性和稳定性，延长公路隧道的使用寿命。

参考文献：

[1]解春林.铁路隧道穿越富水断层破碎带施工技术研究[J].四川建材,2021,47(01):115-116.

[2]李世贵.太白山隧道穿越断层破碎带施工技术[J].工程技术研究,2020,5(24):80-81.D

[3]韩强.引水隧洞TBM施工穿越断层破碎带卡机原因及脱困技术[J].陕西水利,2021(01):144-146.