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1、 铁路隧道断层破碎带施工技术研究 摘要：在铁路隧道施工中，经常遇到断层破裂带，容易引起涌水、坍塌等问题。因此，必须根据断层破裂带的实际情况，结合现场条件，制定有效措施，在保证安全的基础上，快速通过断层破裂带。关键词：铁路隧道；断层破碎带；施工技术1施工技术1.1围岩预加固和止水技术1.1.1超前预注浆径向孔的开挖轮廓线的安排,根据一定的距离,30米深度,在50到120毫米直径孔钻套,停止泥浆墙建设,建立套管后,在钻井注入灌浆,灌浆扩散渗透到断裂带,通过不断凝结和围岩形成作为一个整体,然后与堵水效果上形成开挖和固体的表面,实现围岩的固结和止水等目标。该方法有效加固范围为整段及开挖等高线以外3.5
2、m。当采用3m加固环时，注浆段长度为27m，当采用5m加固环时，注浆段长度为30m。孔的布置必须按照加固范围进行，并应布置在整个断面内，孔间距满足以下要求：a =R。其中，a为孔距（m）；R为浆液有效扩散半径（m），可通过现场试验确定，通常在24m范围内；在形成止浆墙后，其厚度必须与注浆压力相适应。例如，当采用3m加固圈时，厚度不能小于2m；当采用5m加固圈时，厚度不能小于3m；当注浆分段进行时，实际的注浆量根据式（1）确定： （1）式中:Q为实际注浆量；R为浆体的有效扩散半径；H为注浆段长度；N为地层孔隙度；A为孔隙填充率；为注浆后的损失率，通常为10% 30%；灌浆材料主要为C-S浆，即水
3、泥-水玻璃双浆。其中,水泥是通用硅水泥、标签不小于42.5,硅酸钠水玻璃股票流动性,出厂时,浓度范围内仍然是42 45是,体积质量是1.42 1.45的范围内,和模量在2.4 2.8的范围内。1.1.2小导管注浆当斜井和正洞需要从破碎带中通过时，可采用该方法固结周围岩层，然后进行开挖施工。完成注浆后，应在断面之外形成一个厚度约50cm的固结层。施工中级围岩、级围岩加强、级围岩段落拱部采用单层超前小导管注浆。小导管环向间距：级3根/m；级2根/m，交错布置。使用的小导管为4.5m长、直径42mm的钢管，将其中一个管端做成锥形，在与管口相距1m的位置钻设直径为68mm的孔作为注浆孔，注浆孔之间的距
4、离按15cm控制，布置成梅花形，在开发轮廓线的外部按照10与30两个外插角进行交替钻孔，把小导管插进地层，当围岩很软时，需将小导管直接插到地层，其环向间距按40cm控制。在注浆时，将压力控制在0.51.0MPa范围内，并用锚固剂对导管和孔壁间存在的缝隙进行封堵，以防漏浆。注浆按由内到外和先无水后有水的顺序进行。1.1.3斜井注浆该隧道设计方案分别在DK164+200（正线左侧）、DK167+260（正线左侧）、DK169+600（正线左侧）、改DK171+850（正线右侧）、改DK173+900（正线左侧）附近设置长约884m、473m、645m、405m、370m的1号、2号、3号、4号、5
5、号斜井，采用无轨运输。其中，2号斜井承担正洞3110m的施工，段落较长，采用双车道斜井，其余斜井均为单车道斜井。3号斜井位于隧道中部，设计为紧急疏散通道；2号、4号斜井作为隧道通风口，均按照永久工程设计。在斜井施工过程中，采用综合预注浆方法封闭加固影响区，并按长度24m进行连续循环。另外，对其他断面现有的料流进行顶水灌浆，提前封闭破碎区。在开挖过程中，采用小管超前注浆，在开挖完成后进行径向注浆，通过注浆堵塞破断区水，从根本上减少或避免地下水渗漏。同时，由于斜井较早进入断层，正孔可以顺利穿过断层。1.2钢筋网支护隧道在DK168740DK170+060、DK171650改DK172+570、改D
6、K172850改DK173+420、改DK174150改DK175+920隧道穿越侏罗系5-1上、5-1、6-1下和6-2中含煤地层，煤层质软性脆，较易破碎，经开挖后该段围岩出现明显的收敛变形现象，使初支采用的喷面出现裂缝。为安全起见，针对产生裂缝的部位采用挂设钢筋网片的方法进行处理。本次使用的钢网为粗钢条，与喷射混凝土形成一体。它共同承担围岩所施加的应力，调整和限制围岩变形，解决喷淋面开裂问题。在主支撑结构表面有裂缝的部分，先驱动加强螺栓，然后悬挂厚钢网，焊接螺栓和网。网孔的大小应由裂纹的程度决定。一般采用35cm40cm的尺寸。为了充分发挥网格的作用，在网格的后面添加了更密集的网格。网格全
7、部挂好后，喷一层强度等级为C25的混凝土，保证保护层厚度达到4cm以上。对于不保留初始支护的围岩，先喷射一层厚度为4cm的普通混凝土，然后打入锚杆，挂钢网。网格是利用气枪的气腿靠近岩石面铺设的，以保证岩石面与网格充分接触，同时网格受力。1.3变形监测为掌握不同施工环节中隧道地层和支护结构实际情况及发生的变化，找出地层自身稳定性具有的规律，从而尽早预知险情与事故，为围岩及其支护措施综合判断提供可靠依据，选择最佳的二衬及仰拱施工时间，需要在隧道中和隧道外对围岩实施监控量测。根据隧道拱顶实际下沉量变化历程，在开挖出断面以后，顶部开始下沉，前10d的平均下沉量为1.87mm/d；第1020d的下沉速率
8、为1.46mm/d，说明此时岩层处在不稳定变形状态，需要加强初支。之后伴随施工不断推进，隧道围岩的沉降逐渐趋于稳定，变化率保持在0.5mm/d左右，伴随时间进一步推移，拱顶沉降于40mm时达到基本稳定。隧道存在水平收敛，但总量相对较小，前15d的变化率只有0.3mm/d，只有第6d较大，为1.9mm/d左右。在第15d以后开挖不断进行，变形逐渐趋于稳定状态，收敛量保持在67mm范围内，说明施工进展比较顺利。结束语综上所述，本工程对断层断裂带采用超前注浆、小管注浆和径向注浆，可有效防止涌水、突水的发生使堵水与加快施工速度有机结合，对维护生态平衡、保护资源环境起着重要作用。参考文献1杨奎，毛金龙，刘永恒.隧道断层破碎带围岩大变形的模糊层次综合评价J.现代交通技术，2018（6）：40-43，55.2王章琼，晏鄂川，王亚军.隧道穿越片岩断层破碎带塌方涌水机理及处治技术J.施工技术，2018（24）：5-8.3邹永祥.穿越富水F4断层铁路隧道变形监测与分析J.安徽理工大学学报（自然科学版），2017（4）：48-53.4付志华.特长铁路隧道软弱围岩破碎带试验段的现场试验J.江西理工大学学报，2017（3）：20-29.5刘赛.试析铁路隧道穿越富水断层破碎带施工技术要点J.黑龙江科技信息，2017（15）：232-233.-全文完-
