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1、浅谈隧道破碎带施工的几点做法摘 要：结合宜万铁路W16标段长鹰坝二号隧道的地质 情况，和在施工进程中断层、溶腔、溶洞、土夹层等破碎地质段的实 际施工方式，浅析隧道破碎带的治理办法，和围岩量测在施工中的应 用。关键词：断层;溶腔;土夹层;施工工艺;围岩量测1工程概况本隧道地处鄂西南地域，属于亚热带季风气候，温暖多雨、 湿润多雾、雨量充沛，区内山峦叠嶂、沟壑纵横。洞内以出、N级围 岩为主，地质主要以寒武系上统耗于沱群灰岩、白云质灰岩为主，中 厚产状，弱风化。可是断层、溶腔、夹层几回出现，节理裂隙较发育。 本隧道全长2651m，分进出口掘进，入口里程为DK238+669,出口里 程为 DK240+3
2、00。2破碎地质带与隧道的关系和对施工的影响破碎地质带是指松散地层、岩溶、断层、软土地段、土加石、 溶腔等无益于隧道工程施工的不良地质环境。在施工中发现，不良地 质地段的变异是超级复杂的，设计文件提供的地质资料和施工方式和 防范办法不可能完全符合实际情况。破碎地质在隧道施工中会常常出现，如熟悉不够，施工工艺 安排不合理，会造成塌方，这样不仅会造成直接经济损失，给隧道施 工带来极大困难，而且延误工期，而且会带来安全隐患，乃至会造成 安全质量事故。因此隧道不良地质带的施工必需制定安全、稳妥的施 工方案，采取踊跃、有效的施工办法，切忌盲目施工。不良地质的发 现一是要熟读设计文件、掌握设计用意和详细的
3、地质情况；二是要勤 观察并要对症下药，因此，在施工进程中，应常常观察地质发育情况, 必要时采取有效的辅助办法，如TSP、超前钻孔、红外线探水、地质 雷达探测等超前地质预报办法。3破碎地质的施工原则在隧道施工进程中如碰到不良地质段，首先要对地质、水文 情况有一个整体的了解。严格依照“先治水、短开挖、弱爆破、强支 护、勤量测、早衬砌、”的指导原则。(1)先治水：在有水地段，应采用引、排、堵相结合的方 式，处置好岩溶水，消除隐患。(2)短开挖、弱爆破：不良地质段，应遵循多打眼、浅打 眼、弱爆破、短进尺的原则，减少对周边围岩的扰动。(3)强支护：及破碎地段，应采取锚、喷、网联合支护的 原则。若是喷锚支
4、护仍不能提供足够的支护能力时，应及早装设钢架 (工字钢或格栅钢架)支撑增强支护。(4)勤量测:及在开挖完成后，当即进行监控量测工作，及时掌握围岩转变情况。如转变较大，应制定相应的补救办法。(5)早衬砌：在监控量测反映围岩转变稳定、边墙完成后, 衬砌结构及早封锁，改善受力状态，确保衬砌结构长期稳定、牢固。4长鹰坝二号隧道的开挖方式由于长鹰坝二号隧道地质情况复杂，节理较发育，溶洞、断 层、土夹石岩层等不良地质几回出现，所以全断面开挖法已经再也不 适合，结合实际地质情况，咱们采取了上下断面顺序开挖法，采用减 轻震动控制爆破技术。下面就以DK239+705+770段岩溶处置办法 为例，浅谈一下不良地质
5、段的施工方式。在隧道开挖进程中，若是围岩的整体性差、稳定性差、风化 程度比较严重时，一般多采用上下台阶开挖方式。上下台阶开挖法， 就是上半断面施工(包括支护)一段距离后(至少50m),再进行下 半断面的开挖和支护。这种情况的施工难度取决于围岩破碎的程度和 填充物的含水性、活动性。(1)长鹰坝二号隧道入口施工至DK239+710时线路左侧出 现粘土填充物(附图1),通过超前钻孔探测发现前方20m范围内仍 是破碎岩层并向线路右边发展，围岩破碎程度严重，自稳能力差。施 工不妥极易造成侧壁整体滑塌，应注意辅以钢架和喷锚网联合增强支 护。咱们采取了在侧壁不良地质的范围布设C42小导管注浆固结岩体；与线路
6、方向成15夹角、长度为6m,施工方式采用先双侧、后 中间，短进尺、快支护的原则，较顺利的通过了该地段。(2)施工至DK239+720时拱部出现大量的砂砾土填充物，随 着进尺填充物慢慢扩大，因考虑安全起见，改成人工配合机械施工， 以人工为主，尽可能缩短进尺，一般为一根钢架间距的进尺。 至DK239+750时隧道大部份断面都在破碎岩层中，且破 碎程度比较严重，随时有掉块、滑表现象发生。在开挖方式上采用了 分部开挖法，即先开挖破碎带，开挖完成后当即采用C 42小导管注 浆封锁岩体，待注浆效果达到必然程度后再开挖较好围岩。在开挖时 可采用风枪与小炮相结合，但必需考虑减少对已封锁好破碎带的振 动。在下断
7、面施工中，必需使上断面钢架与下断面钢架之间焊接牢固、 下断面钢架座落稳定。5破碎带的支护方式在开挖的同时，应及时施做初期支护，这是破碎地段施工的 原则。以避免围岩暴露时间太长，产生松动、变形或掉块和坍塌现象, 所以应遵循“早支护，强支护”的原则。一般在破碎地段采用喷锚网 联合支护方式。在必要时，应采用超前小导管或超前管棚和钢拱架增 强支护。在DK239+710时虽然咱们对破碎带进行了注浆固结，但这 只是临时支护，考虑到整体结构的稳定，对该段咱们进行辅以钢架增 强支护，施做钢架从DK239+705开始，钢拱架间距50cm,纵向连接 钢筋用C22螺纹钢间距加密至50cm,因为在线路左侧出现大量粘土
8、 填充，基底极为松软，为了使钢架座落稳定，咱们在左侧基底设置 P43槽钢并延伸出破碎区段如图2所示，这样确保钢拱架座落稳定不 下沉，而且整体性较强。每根钢架在边墙位置设置长的锁脚锚杆与槽 钢焊接成一体。DK239+73。左侧为粘土填充，即易发生坍方或掉块现象， 所以在钢拱架架立完毕后，在左侧设置长的小导管并注浆加固岩体， 小导管施工如图3所示，梅花型布置。上断面施工至DK239+750时，线路左侧发生塌方现象，隧 道左侧形成一空腔（纵向，高度无法测出），这种空腔处置就不能再 以简单的钢架支护。首先，考虑到安全起见，要对空腔周围的危石、 险石进行处置，然后进行钢架架立。钢架后面钢筋网片和纵向连接
9、筋 焊接牢固后，支模喷射C20混凝土，待喷射混凝土达到必然程度后， 拆除摸板，用C25素混凝土施做1m厚护拱，在护拱上垫至少1m厚 砂土，对空腔内的落石起缓冲作用，避免破坏钢架支护结构。如图4 所示。6超前预报工作隧道破碎带的超前预报工作在隧道施工中是一项基础性的、 超级重要的工作，它是保证隧道施工安全的一项重要办法，同时，它 又是隧道动态设计的主要决策依据。因为不良地段的出现具有必然的 突然性，如没成心识到它的存在，仍然采用常规的施工方式，将致使 塌方而影响到整个工程的施工。因此，要按如实际地质转变情况作出 相应的预防办法。超前地质预测预报得以实施原则：在隧道施工中要 做到“增强探测，强化治
10、理，不留后患”的原则。超前地质预测预报的方式主要有以下几种：学子面地质素 描法（2）物探法（TSP203,地质雷达法，红外线法）和钻探法（超前深 孔钻探）。按照以上几种方式得出的地质资料再结合实际地质素描， 进行初步的地质分析，判断破碎岩体的发育情况。隧道破碎带在隧道 中是有必然的延伸长度的，它的出现也是有一个由小到大的进程的， 若隧道局部围岩破碎、石质较差，且围岩软硬分界明显，应小心对待, 可按照岩层的走向、倾角等预测前方可能出现的地质转变情况。在实际开挖作业中，若钻速突然加速，岩浆有异样转变时， 则肯定存在明显的软硬岩层分界面，应探明情况并及时采取相关办 法。对重点怀疑地段，采用超前水平钻
11、孔。按照岩芯和钻进进程 中的岩粉、钻速和水质情况，判断前方水文、地质条件；取岩芯，并 利用岩芯作试样进行实验，对钻进的地质状态进行判断；钻速测试， 按照钻机在岩石中的钻进速度和岩石特性之间的关系来判断。7监控量测监控量测的目的现场量测是隧道工程监控的重要手腕，其目的在于了解围岩 变形和应力转变的动态进程，掌握隧道围岩的稳定情况，判断支护系 统地靠得住程度，是直接为施工和支护系统的设计服务的。通过现场 量测掌握围岩力学形态的转变规律，掌握支护的工作状态信息并及时 反馈，指导施工作业。对量测数据进行分析处置，作出工程预测，肯 定施工对策和办法，以确保施工安全和隧道稳定。量测部位的肯定和测点的布置尤
12、其在围岩破碎地段,更应该增强监控量测工作。在破碎段, 一般都是边开挖边支护，所以在支护工作完成后当即布设量测点（水 平收敛和拱顶下沉），进行量测工作。水平收敛和拱顶下沉测点应尽 可能布设在同一断面上，量测断面间距一般在5m左右（破碎段）, 尤其在洞口埋深较浅地段更应该缩小量测间距。通过每次的量测数 据，及时汇制时间与位移之间的转变曲线图，从而可直接了解该点的 围岩转变情况，为施工提供依据。总之，量测试监控的手腕，监控是量测得目的。监控进程可 分为：现场量测数据处置信息反馈。8结束语最近几年来由于新奥法在隧道工程中的成功应用，当前已被 国内外作为隧道结构设计和施工的重要方式。所以在隧道不良地质段 的处置中，超级有必要应用新奥法的施工方式和施工中应遵循的原 则：“少扰动、早支护、勤量测、紧封锁”。总之，在破碎地段，必然要本着安全第一，预防为主，科学 组织，精心施工，不留后患的原则，稳步前进，以避免造成工程失误 和增加投资。
