公路隧道工程斷層破碎帶技術(shù)實踐

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摘要:以某公路隧道工程項目實例為研究背景，分析對隧道穿越斷層破碎帶技術(shù)在該工程項目中的應(yīng)用過程進行解析，首先探討斷層破碎帶給隧道工程施工造成的影響因素，而后在分析穿越斷層破碎帶施工原則的同時，深入性的分析了該技術(shù)的應(yīng)用過程以及施工質(zhì)量控制要點，目的在于提高隧道工程的施工質(zhì)量以及安全性。

關(guān)鍵詞:公路工程;隧道施工;穿越斷層;破碎帶技術(shù)

1工程概況

某高速公路施工項目的1號隧道上設(shè)置有上下線，上行隧道長度為6102m，下行隧道長度為6144m。b標下行線的出口部分施工的路段長度為3285m，于2005年進行單口掘進作業(yè)，業(yè)主考慮到工期的要求，要保證在2011年1月全部竣工，所以整體施工工期是很短的，要求施工效率非常高。這個區(qū)域內(nèi)分布著比較多的斷層，8條斷層內(nèi)有兩條較大的斷層存在，寬度超出了50m的尺寸。斷層情況分布也非常的不樂觀，巖石破碎的問題比較嚴重，穩(wěn)定性嚴重不足。內(nèi)部巖石飽和抗壓強度經(jīng)過測定為30MPa。因為兩條斷層都是比較大的，對于施工會產(chǎn)生很大的影響，所以要合理處理斷層的問題。

2公路隧道斷層破碎帶施工技術(shù)

2．1施工方案的選擇

斷層處理環(huán)節(jié)，可以選擇多種處理方式進行，但是每個斷層的狀態(tài)有著很大的差異，要結(jié)合具體情況選擇合適的應(yīng)對措施。首先，分析斷層的性質(zhì);其次，對于施工范圍內(nèi)的機械設(shè)備應(yīng)用情況做出全面的分析，也要了解當前施工人員是否能夠滿足現(xiàn)場斷層處理的需要。隧道項目內(nèi)分布著比較多的斷層，經(jīng)過綜合分析，采用全斷面開挖光面爆破的方法，支護施工應(yīng)用的是鋼拱架與掛網(wǎng)聯(lián)合支護方法。使用C66G側(cè)翻裝載機裝碴，各種材料的運輸為自卸汽車。

2．2開挖

斷層破碎帶進行開挖作業(yè)環(huán)節(jié)，要按照設(shè)計方案和施工技術(shù)進行，保證各個環(huán)節(jié)有效的控制，可以消除安全隱患和問題。在工程實施環(huán)節(jié)，監(jiān)控測量要隨時進行，根據(jù)斷層標準開挖作業(yè)，達到工程安全性的要求。在項目實施環(huán)節(jié)，開挖作業(yè)方式根據(jù)3層開挖作業(yè)方法實施，平臺也分成3層，鉆孔按照3部分同時開展實施，在該環(huán)節(jié)中，應(yīng)用的是氣腳式Y(jié)T－28鑿巖機做好鉆眼作業(yè)施工。平臺建立要滿足車輛運輸?shù)囊?，臺車通過裝載機牽引運行。該隧道項目內(nèi)的斷層破碎區(qū)域內(nèi)，設(shè)定為Ⅱ類圍巖的形式，開挖作業(yè)階段，要同時進行，總施工面積為104m2，根據(jù)要布設(shè)了146個炮眼。

2．3初期支護

開挖作業(yè)施工階段，保證錨桿安裝到規(guī)定的位置上才能開展作業(yè)。要保證支架鋼拱架安裝施工，然后就是噴射足量的混凝土材料，達到圍巖穩(wěn)定性的要求。在初期支護中，應(yīng)該形成良好的支護能力，同時要做好施工管理和控制。斷層內(nèi)部圍巖的發(fā)育有著一定的破碎性，所以在具體的開挖作業(yè)階段，可以利用噴射混凝土的方法利用錨桿金屬開挖的方式，開挖作業(yè)后立即展開掌子面清渣處理，然后就是做好斷面的封閉施工，使用4．0mRD25N錨桿?；炷吝M行噴射作業(yè)施工完成之后，錨桿安裝施工作業(yè)階段要同時開展鋼拱架的安裝施工，此時要應(yīng)用20號工字鋼作為主要的施工材料，每榀間隔距離設(shè)定為75cm，同時還要在斷面的部位上鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)。鋼拱架在加工制作時，通常是應(yīng)用加工機械開展進行，兩個滾輪要并排布置，保證安裝施工的間隔距離為1．5m左右，滾輪對面需要設(shè)置100t的千斤頂，保證滑鐵可以實現(xiàn)前后自由滑動運行，拱架的加工半徑根據(jù)現(xiàn)場施工的情況做出必要的調(diào)整?；F前半部分設(shè)定為被動滾輪部件，確保加工階段工字鋼可以沿著滾輪逐步的滑動向前運行。在加工作業(yè)環(huán)節(jié)，3個操作人員同時進行，此時可以保證每日有約6～10榀鋼拱架制作完成。在現(xiàn)場進行混凝土噴射施工中，可以選擇應(yīng)用槽噴法的方式進行，洞外集中噴射作業(yè)，自卸汽車運輸施工材料。這種作業(yè)方法的效率較高，可以達到施工速度的要求。

2．4超前支護

超前支護結(jié)構(gòu)的主要制作材料就是無縫鋼管，一般設(shè)定的長度尺寸應(yīng)該是5m，在導(dǎo)管的前部位置上進行鉆孔作業(yè)，孔徑為10mm、鉆孔的間隔距離設(shè)定為15cm，尾部應(yīng)該預(yù)留30cm的距離不能設(shè)置注漿孔，這就是止?jié){段。導(dǎo)管的環(huán)向間隔距離設(shè)定在40cm，水平間隔距離為1m，注漿作業(yè)保持0．5～1．0MPa的壓力。

2．5裝碴及運輸

裝渣作業(yè)環(huán)節(jié)選擇應(yīng)用60t的裝載機開展進行，還要設(shè)置一臺PC200～5挖掘機協(xié)同工作，可以保證掌子面清理施工順利的進行，利用自卸車把爆破之后的材料運輸出去。

3施工注意事項

(1)工序安排。斷層內(nèi)各個部分的施工工序要合理組織安排進行，主要是根據(jù)錨噴構(gòu)筑的方式開展實施，工序銜接緊密，施工順利的進行，根據(jù)具體的施工原則實施。保證圍巖達到全部穩(wěn)定性的標準，保證現(xiàn)場施工的安全性合格，不會造成嚴重的安全事故問題。(2)初期支護要求。該方面工作在進行中，圍巖應(yīng)該做好封閉性處理，避免驗收發(fā)生風化的問題。圍巖結(jié)構(gòu)的成型要保持柔性的要求，所以在施工中應(yīng)該保證這一方面符合要求。支護體系在安裝施工環(huán)節(jié)，周邊圍巖的承載性能要達到技術(shù)標準，盡量的提升承載力，從而可以讓支護作業(yè)有序的組織開展進行，提高現(xiàn)場的結(jié)構(gòu)強度和標準。(3)大變形的處理。出現(xiàn)大變形問題時需要立刻停止掌子面，且及時做好支護出來。同時還需全面檢測該區(qū)域工況，做好監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集整理。封閉處理完成之后，采用注漿加固的方式對變形問題處理，保證強度、安全性系數(shù)提升。(4)輔助工法。施工時若存在斷層變化過大時，巖層破損度就會擴大化，且受到地下水的影響，在挖掘中難民會出現(xiàn)塌方相關(guān)問題，給工程的安全性操作的影響非常大。所以在施工之處，需要對相關(guān)工作面支護，必要時進行堵水處理，以提升項目的安全性。

4結(jié)語

總之，在公路隧道項目開展階段，超前地質(zhì)預(yù)報的實施對工程的質(zhì)量、安全是非常重要的。通過超前預(yù)報能夠切實的反映出工程地質(zhì)的真實情況，對制定穿越斷層破碎帶技術(shù)方案確定有積極作用，能夠避免各種安全因素給工程開展造成的影響。故而在隧道穿越斷層破碎帶技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，需要在做好超前預(yù)報的基礎(chǔ)上，對技術(shù)優(yōu)化，并且做好施工過程的質(zhì)量、安全控制，方能提升隧道工程項目的進度和整體效果。

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作者：李憲國 單位：山西交通建設(shè)監(jiān)理咨詢集團有限公司