隧道断层破碎围岩段施工控制技术

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1、公路与汽运总第140期HighwaysAutomotiveApplications195隧道断层破碎围岩段施工控制技术李兴春(中铁十二局集团第三工程有限公司，山西太原030024)摘要：根据某隧道断层破碎段大变形的产生原因和施工监测成果，提出了超前预支护、短台阶、多层支护、加强衬砌的断层破碎段施工方法，阐述了其施工过程；通过施工监测和跟踪监测，说明了该施工控制技术的效果。关键词：隧道；断层破碎围岩；施工控制技术中图分类号：U455．4文献标志码：B文章编号：1671—2668(2010)05—0195—04隧道断层带地质条件复杂，不可预见因素多，施量为50cm左右，边墙收敛70

2、cm左右，最大拱顶下工难度大。该文通过工程实例，探讨隧道断层破碎沉量为75．2cm，边墙收敛140cm，断层开挖后100围岩段施工控制技术。多d仍有2～3mm／d的收敛变形，导致破坏严重。初期支护破坏部位一般在拱顶和拱脚，局部在1工程概况拱腰，拱顶表现为下沉开裂，拱脚为内移压溃，拱腰某隧道全长4480m，起讫里程为DK254+为内鼓开裂。当上部拱架为2榀拼装时，拱顶、拱脚8O2一DK259+282，最大埋深11O0m。根据测试变形严重；3榀拼装时，拱腰、拱脚变形明显，拱顶下及分析结果，最大主应力基本上沿铅垂方向，。沉亦明显。下部施工后，墙腰内鼓变形明显。变形和吼为近水平应力，洞

3、身最大水平主应力为17初期表现为喷砼掉块、开裂；变形后期喷砼大块剥MPa，横截面内的最大初始应力约15．93MPa，落，与钢架脱离，喷砼内钢架扭曲变形(见图1)。围岩单轴抗压强度R为2．9～8．1MPa，R／=0．18～O．51<4。根据GB50218—94《工程岩体分级标准》，该区属极高应力区。洞身通过断层破碎带起讫里程为DK257+15O一72O，共计570m，为V级围岩。断层破碎带为挤压性活动断层，经长期地壳运动，断层内围岩已被挤压得十分破碎而密实，爆破开挖后围岩呈粉末状，无块状岩块。断层破碎带地质主要由碎裂岩及断层图1喷射砼大块剥落、砼内钢架扭曲变形泥砾组成，岩体破碎～

4、极破碎，呈碎石角砾状～散体状结构。断层破碎带内岩体波速为2630～27902断层破碎带发生变形的原因m／s，视电阻率为45～550Q·m，破碎岩30—600kPa，断层泥砾=300kPa。断层破碎围岩变形原因主要是存在高地应力，断层破碎带初期支护设计参数：拱部150。范围而围岩强度低、初期支护强度偏弱，隧道开挖后的流内采用~80长管棚超前预注浆以加强地层，管棚长变作用将强大的地应力作用到初期支护上，初期支度为10m、环向间距40cm，全断面喷20cm厚砼；护无法抵抗强大的地应力作用，从而产生大变形。拱墙设R32N自进式锚杆注浆，锚杆长4m、间距该断层是具有周期性的活动断层，其活

5、动方向0．8m×0．8m；拱墙设8钢筋网，间距20cm×20前期为逆断层，后期表现为左旋逆走滑断层。受其cm，全断面设3榀／(2m)I16型钢钢架，预留变形量逆断层活动方向的影响，在断层内表现出非常明显10cm。二次衬砌为50cm厚C25防水钢筋砼。的强挤压特性，致使断层内的围岩富存了很高的地隧道受挤压性活动断层影响，开挖施工支护后应力，又因其左旋逆走滑断层的作用，其断层内的围产生挤压性围岩大变形；初期支护地段的拱顶下沉岩均被挤压摩擦剪切，围岩十分破碎松散，但被挤压High公ways&路Aut与omoti汽veApp运lications第5期1962010年9月得很密实，基本是

6、密不透水的。从开挖后揭示的断拱顶120。范围为25cm，拱部其他部位间距为40层围岩情况看，全部是松散、呈粉末状的石英砂岩和cm，每循环搭接长度不小于1m。围岩较差时，为部分断层角砾岩，放炮前用挖掘机无法开挖，放炮后了增加超前小导管的抗弯刚度，减小围岩的松弛范全部成粉末，无块状物。这充分说明断层内的围岩围，在拱顶120。范围的钢管内填塞锚固剂并插入受到了地应力的强挤压摩擦作用。断层开挖后，围22螺纹钢筋。超前小导管采用普通YT28风钻进岩内富存的高地应力必然释放，并将其作用到施工行施工，先用YT28普通风钻套3．5m长钻杆，通过好的初期支护上，导致初期支护破坏并产生变形。型钢中

7、部的固定钻孔进行钻眼，钻眼完成后拔出钻此外，为了加快施工进度，便于大型机械施工作杆再插入小钢管，在钢管尾部套上套管后用YT28业，以拉开工序、多工作面平行作业为主要施工手风钻顶人，然后在钢管内灌入锚固剂，插入22螺纹段，导致上、下台阶长度过长，仰拱封闭不及时，加大钢筋，即完成超前小导管的施工。超前小导管的施了变形。由于施工工序间距太长，不能及时形成封工控制见图3。闭的支护体系，致使初期支护在无约束条件下产生平均喷层厚度250，钢管L=4000，型钢间距500无限制的变形，最终出现大变形。这也