公路工程隧道穿越断层破碎带施工技术

王思捷

(山西路桥第一工程有限责任公司，山西 太原 030006)

1 工程概况

某高速公路项目中的隧道项目，其上行部分的隧道长度为6 102 m，下行线则为6 144 m。施工单位在2015年进行单口掘进，按照工期的规定，要在2017年1月份完成，工期要求比较紧张，所以需要切实提升施工效率。该段中分布着比较多的断层结构，其中有8条比较大的断层，宽度尺寸在50 m以上。断层内部结构性能比较大，破碎比较严重，稳定性严重不足。内部岩石饱和抗压强度在30 MPa之间。因为该位置上的断层相对比较大，且对于整个施工项目都会产生较大的影响，所以要采取有效的措施来解决。

2 公路隧道断层破碎带施工技术

2.1 施工方案的选择

对于隧道工程的断层处理环节，可以选择多种方式来进行，各个工程的实际情况相差比较大，要结合具体的工程性质和结构性能选择合适的处理方式。首先，要有效的确定断层部分的性质；其次，要结合工程实际需要来选择合适的机械设备，同时还需要充分考虑到施工人员的技术水平。对于隧道工程项目来说，断层分布比较多，所以可以选择使用全断面的开挖光面爆破施工方式，支护则是钢拱架与挂网等联合支护的形式。使用C 66G侧翻装载机装碴，所有材料的运输都是自卸汽车。

2.2 开挖施工

断层的破碎带实施开挖施工环节，要按照如下基本原则来进行：短进尺、弱爆破、强支护、早封闭。只有严格按照该原则来进行，才能更好的消除隧道工程的安全隐患，提升工程的综合效益。在具体施工环节，监控测量要严格按照要求来进行，有效的开展断层开挖施工，切实提升工程的安全性。在本次工程中，选择使用的开挖方式是3层开挖方式。平台可以分成3层，钻孔施工可以从3个部分同时展开，此时可以应用气脚式YT-28凿岩机来完成钻眼施工。在施工前，要制作合理的车辆通行道路，台车行走时要进行装载机牵引施工。该隧道的断层破碎的区域中，属于Ⅱ类围岩性质，在开始进行全断面开挖的过程中，要进行一次性施工，面积为104 m2，炮眼总计有146个。

2.3 初期支护

开挖施工结束之后，系统锚杆需要按照要求安装到规定的位置上，然后才能进行施工。立即安装支护钢拱架结构，并且需要按照要求在该位置上喷射一定量的混凝土材料，可以大大提升围岩结构的稳定性。初期支护的过程中，要严格按照施工技术和工艺开展，这是非常重要的。本次隧道工程的1号线中，断层支护使用的是120a工字钢、径向锚杆、钢筋网，然后再喷射一层混凝土材料。

断层结构内部的破碎性比较严重，所以在进行开挖施工过程中，要喷射混凝土后再进行锚杆紧随开挖施工，然后可以进行掌子面的清理施工，上断面结构部分需要应用混凝土材料完成整体的封闭施工，应用4.0 mRD25N锚杆进行施工。混凝土喷射施工完成之后，锚杆安装的过程也要开展钢拱架的安装施工，此时可以应用20号工字钢，每榀间距75 cm，在整个断面结构中进行钢筋网的铺设施工。

钢拱架的加工通常都是通过自制机械与两台电机来进行，两个滚轮要并排同时进行，安装施工的间隔距离应为1.5 m，滚轮对面需要设置100 t千斤顶，可以保证滑铁能够实现前后运动，拱架加工半径要结合实际需要作出必要调整。滑铁前半部分是被动滚轮，而两个主动轮与被动轮组合成为等腰三角形的结构，工字钢加工的过程中需要保证滚轮在结构内部能够自动向前运行。在加工环节，至少要3人同时进行，速度需要保持每日6～10榀钢拱架完成。混凝土喷射施工环节，可以应用槽喷法来进行，洞外要集中拌制，应用自卸车运输，从而可以提高施工效率。

2.4 超前支护

超前支护施工环节需要应用热轧无缝钢管来进行，长度尺寸控制在5 m，在前部位置上开展钻孔施工，孔径10 mm、间隔距离15 cm，尾部的30 cm范围内部设置注浆孔。导管环向间隔距离保证为40 cm，水平搭接长度控制在1 m以下，注浆压力控制在0.5～1.0 MPa之间。

2.5 装碴及运输

装碴环节，该隧道项目应用的是60 t的装载机配合PC200～5挖掘机联合完成，完成后要立即组织人员进行掌子面清理施工。运输车辆为自卸车，满足工程运量需要。

3 施工注意事项

(1)工序安排。断层施工中的各个工序都要有效的组织进行，根据锚喷构筑法来逐步进行，每个工序都要衔接紧密，各个工序都要按照基本原则来实施，必须将安全放在首要位置上。采取有效的措施保证周边围岩稳定性达标，确保整体结构受力性能合格，不能出现任何的安全事故问题。

(2)初期支护要求。在初期支护的过程中，围岩要做好封闭处理，避免风化严重的情况出现。围岩变形具备一定的柔性，所以在施工中要采取必要措施来处理这些问题。安装支护体系施工环节，要做好各个周边结构承载性能的检测，保证其达到工程的使用需要，确保支护工程顺利进行，安全性和稳定性达标。

(3)大变形的处理。掌子面施工需要立刻停止，然后做好封闭处理。后方的支护体系要立即完成加固施工。本次工程施工环节，进行必要的监控与管理，并且把各项数据做好记录，进行整理和分析，封闭完成的掌子面要做好注浆施工，加强地质结构的勘测和分析，结合具体的地质条件来调整施工方案，以保证工程质量达标。

4 结 语

隧道公路建设环节，由于地质条件比较差，存在大量的破碎岩层结构形式，所以容易导致安全事故的发生，这就需要做好各项管理和控制，切实提升技术水平，保证工程质量，满足交通运行的需要。