公路隧道工程穿越断层破碎带施工技术研究

山西路桥集团左涉公路有限公司 山西左权 032600

1 项目背景

此公路隧道工程项目是分离式隧道，设计的是双向四车道，行车速度是80km/h，设计荷载为I 级公路。隧道起讫桩号：左幅隧道处在ZK138+230--ZK139+110 路段，长度是880m；右幅隧道处在YK128+230--YK139+120 路段，长度是890m，隧道洞口选择的是端墙式洞门。

2 施工方案

2.1 场地布置，超前地质预报

此公路隧道项目建设的根本性目标拉动区域经济发展，方便地方生活。我国在公路隧道工程断层破碎带中使用的施工技术越发成熟，其中以超前地质预报方式实现围岩的预判，成为了公路隧道施工中的一种常见方式。而公路隧道工程项目建设阶段，要求施工单位必须制定科学、可行的措施控制张拉设备，并高度重视张拉设备的存放与维护，从而保证张拉设备性能处于最佳状态，并为后续施工创造有利条件。超前小导管+水泥-水玻璃双液注浆技术，在开始施工前必须进行实地调查，然后结合调查结果编制合理、可行的技术方案，并上报有关部门审核[1]。公路隧道工程断层破碎带施工技术的有效应用，经过精准预判围岩实际状况，根据“新奥法”的核心设计原则实现围岩等科学优化，由此不但能够降低围岩自身重量，也能够减小主拉应力。当掌子面与断层破碎带相距约为15m 时开始超前地质预报，同时结合围岩等级综合研究岩土破碎具体成因。

2.2 形成加固圈

为了提高公路隧道断层破碎带施工技术效果，就需要重视施工设备养护以及矫正，严格按照规定要求进行检查，也可以选择长柱式压力试验机实施检测，且各台试验机应配置高性能的压力表（一般要配置多个），然后利用“超前小导管+水泥--水玻璃双液注浆”施工方式，从拱部120°范围之内开挖轮廓线的周围形成高强度、大厚度水泥注浆加固拱，以增强围岩结构承载力及稳定性[2]。同时，应顺隧道拱部120°范围之内进行轮廓线开挖与布设，结合钢架间隔距离与搭接长度，需要预留的搭接长度是1.3m。

2.3 支护施工

从本质上分析，公路隧道支护是一项综合性工程，具有较强的复杂性，且施工阶段涉及到了不同专业知识和技能，而基坑支护是保证公路隧道结构稳定性与可靠性的重要途径。开挖施工必须严格贯彻“短进尺”、“强支护”的基本原则。其中上台阶的开挖高度是5.3m，下台阶的开挖高度是2.2m[3]。针对基坑支护工程而言，其对施工技术要求较为严格，特别是挡土支护施工，所以必须安排具备专业技术能力和综合素养的施工技术人员进行支护作业。此公路隧道工程项目的初期支护参数是：钢拱架采用的为工字钢钢拱架（型号是T14），设置的纵向间隔距离为100cm；封闭掌子面初喷混凝土（级别是C25，厚度是4cm）；径向锚杆的长度是4m，环向间隔距离是1.1m，纵向间隔距离是0.6m，喷射的混凝土厚度是28cm。

3 技术要点

3.1 超前小导管

综合分析研究此公路隧道工程项目现场实际情况，隧道标准面的施工决定选择上下台阶法，其中下台阶设置在坡处，保证坡度比范围是3:1。隧道围岩结构比较复杂，钻孔与成孔难度级别较高，为了能够保证小导管位置与角度满足设计规定基本要求，所以必须结合超前小导管施工主要特征选择有效的防范措施，防止出现质量问题，促进施工的有序进行。封闭岩面，根据确定的最优配合比制作注浆液，然后根据公路隧道工程具体施工状况及特点，把浆液注入至隧道土层之中，利用浆液自身的黏合性使土层空隙变得更为紧密，从而提高隧道围岩结构的承载力与稳定性[4]。在进行施工时选择的浆液多为泥浆或是化学浆液，通过围石中的缝隙将浆液注入，从而使围岩形成一个稳定、安全的整体。

3.2 水泥--水玻璃双浆注浆

此公路隧道围岩中的岩体破碎渗透性相对比较强，使得超前预注浆施工变得更为困难，控制注浆流失与注浆量是保证注浆施工质量的关键，所以必须严格按照“短进尺”的基本原则进行。首次注浆施工结束后，有效增强了围岩结构稳定性，然后以多层方式实施开挖作业，每次开挖施工中必须进行一层混凝土加固处理，并合理控制每环近尺大小，以保证公路隧道施工质量及安全。同时，挖孔桩选择的是人工开挖施工形式，每开挖一节桩身土方后，应及时开始立模灌注栓护壁。此外，应将水泥注浆的水灰比控制在0.8 至1.0，水玻璃的浓度范围是30%至35%，水泥浆和水玻璃的体积比是1:0.3[5]。此工程需要对水泥性能及质量进行严格控制，全面分析研究水泥力学指标与杂质含量以及砂石骨料等相关成分，并适当地掺入活性料。

注浆施工阶段必须综合考虑工程现场环境，认真、全面勘察现场地质、地形等相关条件，若是会破坏现场环境，则要求施工单位对技术方案进行优化与调整。同时需要按照设计技术方案内容及要求实施模拟试验，然后得出真实、有效的参考数据，以确保技术方案与公路隧道工程实际情况相符。在进行施工时必须保证管路具备良好的通畅性，以及机械性能处于最佳状态，严格按照要求进行注浆试验，然后确定最优注浆参数。施工时应结合实际情况对注浆浓度进行调整，若是注浆量没有达到规定数值，则应合理增加注浆量；若是注浆量达到规定要求，则停止注浆。

4 结语

近些年来，随着我国公路工程建设里程与数量的持续增多，公路隧道断层破碎带施工技术研究受到相关研究者的密切关注。本文结合公路隧道工程实际情况研究了穿越断层破碎带超前小导管+水泥--水玻璃注浆施工技术，为类似隧道工程施工提供了借鉴。