浅谈隧道断层及破碎带的施工技术

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1、浅谈隧道断层及破碎带的施工技术刘华山摘要：我国对交通建设的投资力度逐步加大，隧道工程项目也越来越多，对于施工的技术要求也越来越高。其中，很多地质复杂、围岩稳定性差的隧道都需要运用断层破碎带施工技术。由于地质条件复杂，围岩稳定性不好，对施工的安全及工程的施工质量施工进度都会产牛.严重影响，因此，加强对断层破碎带施工技术的研宄具有非常重要的意义。关键词：隧道；断层；破碎带；施工技术.1八—刖目断层是在一定的地应力作用下产生的，而地壳内岩石所受的力不外是张应力、压应力和扭应力，但更多的时候是张应力兼扭应力和压应力兼扭应力。因此，可以把断

2、层分为张性、压性、扭性、张性兼扭性张扭、压性兼扭性等五种，如图1所示。图1局部断层处受力分布1断层及破碎带地质危害从整体上说，岩体的完整性由于断层的存在，在一定程度上遭到破坏，使得岩体在断层面或破碎带的抗剪强度远远小于其它部位的抗剪强度。因此，对工程产生如下影响：(1)断层降低了地基岩体的强度及稳定性。断层破碎带力学强度低，压缩性增大，易造成隧道支护发生较大变形。(2)断裂构造带的岩体不仅遭到破碎，而且断层上下盘的岩性也可能存在较大差异，当外部荷载较大时极易产生不均匀沉降，如果在该处进行隧道施工,存在较大的安全隐患，而且施工质量难

3、以保障。(3)由于断层破碎带中岩体失去完整性，强度大大降低，再加上易风化易于含水等特点，常常给施工带来塌方、涌水等危害，甚至由于艽活动性，给已衬砌的地段带来难以消除的挤压力。(1)断裂破碎带地段极易导致风化深槽及岩溶发育带的形成，而II大部分的断层陡坡或悬崖均处于不稳定状态，极易诱发崩塌等自然灾害。(2)断裂构造破碎带为地下水的流动形成了良好的通道，因此，地下水的流通也经常受到断裂构造的控制。如果施工过程中遇到断层极易发生涌水问题。总之，由于断层破碎带中岩体失去完整性，强度大大降低，再加上易风化易于含水等特点，常常给施工带来塌方、

4、涌水突泥等危害，甚至由于其活动性，给已衬砌的地段带来难以消除的挤压力。2穿过断层及破碎带的公路隧道施工隧道穿过断层及破碎带，给隧道施工带来不小的闲难，在施工中遇到断层及破碎带时，首先要査明断层的倾角，走向、破碎带的宽度，岩石破碎程度，地下水活动等有关条件，据以正确选择施工方法和制定施工措施，认真分析研究设计地质资料。(1)断层宽度较小，岩体组成物为坚硬岩块II挤压紧密，围岩稳定性相对较好，隧道通过这样的断层，可不变施工方法，与前后段落的施工方法一致，避免频繁变更施工方法，影响施工进度，但过断层带要加强初期支护和适当的辅助施工措施渡

5、过断层带。如超前锚杆与径向锚杆配合，加厚喷射聆，并增设钢筋网等措施。必要吋可增设格栅架。(2)一般断层破碎带，采用径向锚杆、钢筋网、喷砼、格栅钢架等加强初期支护，并在拱部施作超前小导管周壁预注浆，对洞周岩体进行预加固和超前支护。在超前支护下，采用上半断面法或正台阶法开挖。在台阶上部施作超前小导管，上部开挖后及时施作拱部初喷砼，径向锚杆，挂钢筋网，格栅钢架。在作好拱部初期支护后方能开挖台阶下部。(3)断层出露于地表沟槽，具隧道为浅埋，可采用地面砂浆锚杆结合地面加固和排泄地表水及防止地表水下滲等措施。(4)当断层宽度大，岩体极破碎时，

6、可采用注浆管棚和钢架超前支护，管棚长度一般10〜40m,能一组管棚穿过断层破碎带，则采用一组管棚，但受地质和施工条件限制，断层宽度大时，可分组设置，纵向两组管棚的搭接长度不小于3.0mo3工程概况某隧道工程在出U工区施工吋遭遇断层破碎带，宽度在50m左右，围岩能力差，给施工造成极人困难。面对这一现状，综合考虑各种因素，决定采取在拱部设超前小管棚注浆预固结围岩的保护，然后再采用大拱脚台阶法施工的方法。3.1超前小管棚施工3.1.1工艺原理在破碎松散岩体中超前钻孔，打入小导管并压注具奋胶凝性质的浆液，浆液在注浆压力的作用下呈脉状快速滲

7、入破碎松散岩体中，并将其中的空气、水分排出，使松散破碎体胶结、胶化，形成具冇一定强度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体，从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性；使超前小管棚与固结体形成一个具有一定强度的壳体，在壳体的保护下进行开挖支护施工。3.1.2短距离超前探孔布孔方式如图2所示，采用人工风钻打眼，断层施工吋，必须全程短距离每班超前钻眼预报，钻眼深度不得小于2倍循环进尺并不得小于3.5m,钻眼布置在大垮以上lm、两侧边墙处和拱顶处。图2短距离超前探孔布置图3.1.3长距离的超前探孔布孔方式如图3布设，采用地质钻机钻孔，钻孔深30

8、m，每次幵挖25m,预留5m作为止浆墙，如出现强压力水或泥浆，预示前方可能奋岩溶或地下水通道，应加密探孔布置，待水压降至常压时，采取注浆堵水后，经检测各孔水流量符合以下判定标准中可进行开挖施工条件吋方可进行开挖，否则暂停开挖。图3长距离超前探孔布置