公路隧道偏压浅埋断层破碎带地段关键施工技术研究

伍志坚

湖北交投十巫高速公路有限公司 湖北 十堰 442000

目前主要针对某一工程进行了相应的探究，此工程的公路隧道长度为425m，在隧道的洞口处存在偏压现象，并且洞身位于断层破碎带低段，同时局部还存在浅埋的问题，从工程的地质条件进行分析，可以明确隧道区域内的内部构造，以及断层破碎带区域对整个工程施工会产生一定的影响，同时附近的岩性破碎，富含大量的裂隙水，而且隧道局部出现浅埋极有可能导致塌顶问题，所以必须要对其特殊地段的施工关键技术进行分析。整个隧道的岩石层为V级，并且隧道的进口地段，穿越了整个活动的断层，总体的岩性相对较软，而且埋深较大的地段还存在围岩变形的问题。

1 浅埋偏压断层破碎段地段的受力变形问题分析

1.1 偏压隧道部分的受力变形分析

首先根据相关工程的具体特征，对偏压隧道地段的受力变形问题进行分析，按照传统的工程施工经验来说，在进行研究的过程中，主要将偏压隧道的受力状况，即变形发展情况分为不同的三个阶段，第一个阶段是首先在隧道开挖，前期需要进行支护操作，在支护操作施工时，围岩可能会对隧道内部产生一定的压力，进而使隧道内部出现收敛变形问题，同时东西两侧的主动土压力也会对其造成一定的变形影响，对靠山侧的压力值进行探测可以明确，其内部的压力数值的变化速度要高于围岩内破裂面形成的速度。所以这可能会造成隧道的洞顶部位土方进行初步施工的过程中可能会出现下滑的趋势。

第二个阶段是在针对围岩进行施工的过程中，可能会出现不断松弛的现象，因为岩体内部的凝聚力越来越低，所以导致围岩侧边的压力在不断增加，因此在山体侧压力数值将会明显高于外侧的压力数值，进而形成了挤出的发展趋势，导致外侧的围岩在受力的过程中由主动土压力，逐渐转换为被动土压力。而在洞顶位置的土方进行施工的过程中，因为其松弛和下滑的趋势不断增加，所以导致在和对称的浅埋隧道进行对比时，其偏压隧道的侧压力值相对较高。

第三个阶段是如果在实际施工的过程中，初期没有采取合理的支护措施，或者支护不及时将会导致隧道围岩的变形问题得不到相应的约束，进而因为隧道围岩自身的强度无法满足后期的压力支撑要求，从而使外侧的围岩出现变形问题。由于外侧围岩刚度和强度不断下降，所以导致靠山侧围岩出现较为严重的变形问题，并且此变形的趋势在急速的拓展，进而导致形成了相应的破裂面，而是整个靠山侧的围岩失去稳固性能。

1.2 偏压隧道的结构性能破坏性状分析

由于在实际施工过程中针对浅埋偏压隧道进行施工时，其两侧的压力可能会出现不对称的现象，进而导致整个隧道在前期进行支护的过程中，内侧拱桥的位置受到径向应力和环向应力的数值都相对较小，进而使整个结构出现了受拉的状态。而对于隧道外侧的拱桥部位进行分析可以明确，其受到的径向压力和环向压力的数值都要比对称浅埋隧道受到的压力数值要高很多，因此，导致在偏压隧道受力分析的过程中，因为两侧的受力不对称，而导致偏压隧道的结构受到破坏。同时因为其受力不均匀问题，还会导致前来偏压隧道的受力破坏程度更加明显，进而与普通的浅埋隧道出现较大的差别。

在针对靠山侧的边墙位置进行受拉力分析的过程中，可以明确其相关结构的受拉强度已经达不到后期使用的强度要求，进而产生了相应的破坏性状，其破坏性主要体现为错台破坏和纵向裂缝，而针对外侧的边墙位置进行受力分析时，因为其承受的压力相对较大，所以也会对其结构产生一定的破坏作用。在受到压力越来越大的情况下，可能会导致拱架出现变形问题，或者混凝土结构出现压裂及掉块问题。

2 隧道偏压浅埋断层破碎带关键施工技术分析

2.1 偏压隧道洞口段的支护与开挖技术分析

首先对偏压隧道洞口段的开挖技术和支护技术进行分析，在洞口段的实际施工之前，首先要严格设计相应的开挖方案和支护方案，在边坡进行开挖之前，要保证能够在其开挖线的5m范围以外进行截水天沟的设计。这样能够保证阻止地表水流入到施工现场的同时，还要针对边坡进行坡面的防护操作，在边仰坡操作完成以后再针对护工进行施工，需要沿着隧道进行开挖，并且要保证能够事先设置超前的小导管，小导管的材质选择直径为42mm的钢花管。在小导管中要注入标准质量和配合比的砂浆，进而保证能够对隧道周围的围岩起到预加固作用，保证围岩能够提高自身的稳定性能。

然后对其洞口的偏压段进行施工，在此段施工的过程中应该尽量减少仰坡开挖操作，并且要尽量的增加偏压式明洞的长度，这样在回填的过程中能够保证通过暗洞作业提高整体的施工质量，在针对洞口进行施工时还要使用机械设备进行开挖，在开挖的过程中土石方的开挖顺序应该是自上而下，并且按照横向分区，竖向分区或者纵向分段的方式进行挖掘，为了保证能够提高稳固性能，在后面应该紧跟着进行坡面的支护操作，边坡的坡面不能太大，这样可能会影响后期的开挖稳定性。

最后是需要对洞口和边仰坡进行支护操作，在针对已经清理好的坡面进行操作的过程中，需要使用直径为22mm的锚杆，长度为3m，保证锚杆之间的间距为1.5m，并且使用梅花形布置的方式。然后是需要对明洞位置和路基位置进行开挖，要保证在明暗交接的位置能够预留出相应的核心土，这样在后期施工的过程中可以更加便捷，同时在标高的过程中最好使用仰拱底标高的方式，这样能够保证在动身开挖时不会对下面的拱基底造成扰动。

2.2 浅埋断层破碎带的支护与开挖技术分析

然后对浅埋断层破碎带进行开挖和支护技术的分析，由于浅埋断层破碎带的受力情况相对较为特殊，而围岩的自身稳定性能较差，所以必须要针对围岩和支护结构两侧受力不均匀和不对称等问题进行进一步的分析和预防，当前如果围岩和支护结构的应力较为集中，将会使岩体整体的稳定性能受到破坏，并且导致其出现破裂和变形现象，所以必须要保证能够针对此问题采取合理的应对措施，为了防止造成工程事故或者工程病害，在针对断裂破碎带的围岩进行施工的过程中，要保证能够提高其粘聚力，所以这就需要在开挖时，尽量降低对浅埋断层破碎带造成的损伤。

同时因为不对称应力的影响，可能会导致破碎带出现快速的变形现象，进而使隧道工程发生坍塌事故，所以在针对偏压隧道进行围岩变形和应力水平控制的过程中，必须要选择合理的施工方法，首先要针对不同工程的围岩级别进行分析，本次工程主要使用了三台阶七步的开挖方法，通过这种开挖方法能够有效的控制二次衬砌和掌子面之间的距离，并且要保证此距离的长度不会大于开挖跨度的二倍，这样能够使前期的各个施工流程更加流畅。在使用三台阶七步开挖方法进行开挖操作的过程中，要保证能够将三个不同的台阶划分为7个工作面，然后按照7个不同的位置进行错开式的开挖，同时在每一段开挖完成以后都需要及时进行支护操作，进而保证能够在7个工作面上形成整体的支护系统，这样能够有效的缩短作业的时间。

3 隧道偏压浅埋断层破碎带风险控制措施

在针对破碎带施工风险进行控制的过程中，可以采取以下几个措施，首先在前期支护操作的过程中可以采取相应的加固措施，为了保证能够提高初期的支护强度，需要采取合理的支护措施，进而保证能够使围岩的刚度和强度性能得到相应的改善，所以这就需要首先控制好支护操作的时间，在前期尽量使用钢管混凝土支护的方式，保证围岩不会出现变形现象，同时还要对隧道中的围岩进行预加固操作，并且注入相应的压力浆，这样能够提高围岩的自身稳定性。然后是还要针对山体的滑坡现象，采取合理的治理措施，首先是针对一些质地相对较软的围岩地段，必须要保证能够注入相应的加固浆液，在滑坡形成以后，要通过采用坡脚修筑反压挡墙的方式，减少滑坡造成的危害。

4 结束语

综上所述，现阶段在针对我国公路隧道工程进行施工的过程中，因为经常会遇到偏压浅埋断层破碎地段，所以必须要针对时间段采取合理的施工措施，进而保证能够提高整个围岩的稳固性能，确保公路隧道工程能够顺利竣工。