隧道斷層開挖施工方法

    摘要：隧道掘進遇到斷層及破碎帶是施工的一大難題。由于斷層破碎帶存在涌水、涌泥及發(fā)生大規(guī)模隧道坍塌的危險，為確保施工過程中不發(fā)生安全事故，順利通過斷層破碎帶，有效降低施工階段發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害所引發(fā)的風(fēng)險，應(yīng)做好超前地質(zhì)預(yù)報，根據(jù)結(jié)果選用正確的施工方法。
 

超前地質(zhì)預(yù)報

    對前方圍巖地質(zhì)進行地質(zhì)探測，根據(jù)預(yù)報結(jié)果和地勘資料對前方100米范圍內(nèi)圍巖情況進行判段。若現(xiàn)場施工條件未能達到超前地質(zhì)預(yù)報的施工條件時，則先采用地質(zhì)雷達對前方25米范圍內(nèi)圍巖地質(zhì)進行探測，然后根據(jù)以上幾種探測手段所探測的結(jié)果對前方圍巖進行綜合判定。

注漿堵水加固

    施工過程中遇大量涌、突水情況時，應(yīng)結(jié)合超前地質(zhì)預(yù)報報告、地質(zhì)素描資料綜合分析，查明掌子面前方地下水分布狀況及水量情況后，采取以“防、排、堵、引相結(jié)合”的施工措施，根據(jù)不同的情況，分別采用全斷面帷幕注漿、全斷面周邊注漿、局部斷面注漿等注漿方式，將地下水盡可能封堵在圍巖內(nèi)，集中排放，通過隧道二次襯砌防排水系統(tǒng)排出洞外，以確保施工及結(jié)構(gòu)的安全。

 
1、全斷面帷幕注漿堵水
    當(dāng)隧道穿越的厚度較大（不小于30m）的軟塑狀斷層破碎帶、大型溶洞軟塑狀充填體，2/3探水孔出水，總水量大于10m3/h時，采用全斷面帷幕注漿堵水。 
注漿范圍為開挖輪廓線外6m，注漿段長度按31米設(shè)計，分三環(huán)實施，*環(huán)22個注漿孔，孔深15m，第二環(huán)22個注漿孔，孔深22m，第三環(huán)61個注漿孔，孔深31m，全斷面共布設(shè)105個注漿孔。
2.全斷面周邊預(yù)注漿堵水
    當(dāng)隧道通過巖溶地層及非巖溶地層界面、厚度較小（小于30m）的斷層破碎帶、溶蝕裂隙，任一探水孔流量＞2m3/h，總水量小于10m3/h時，采用全斷面周邊注漿堵水。 
注漿范圍為開挖輪廓線外6m，注漿段長度一般按31米設(shè)計，分三環(huán)實施，*環(huán)22個注漿孔，孔深15m，第二環(huán)22個注漿孔，孔深22m，第三環(huán)50個注漿孔，孔深31m，全斷面共布設(shè)94個孔。
 

3、局部斷面預(yù)注漿堵水
    當(dāng)隧道通過灰?guī)r地區(qū)，斷面內(nèi)局部發(fā)生涌、突水時，采用局部斷面注漿堵水。 
注漿范圍為開挖輪廓線外6m，注漿段長度一般按31米設(shè)計，分三環(huán)實施，*環(huán)10個注漿孔，孔深15m，第二環(huán)10個注漿孔，孔深22m，第三環(huán)14個注漿孔，孔深31m，全斷面共布設(shè)34個孔。 
4、局部斷面排水
    當(dāng)隧道開挖掌子面只有1～2處涌突水，且流量不大時，應(yīng)采取排水為主的施工措施。采用80㎜鉆頭成孔，孔深30m，先把涌水暫時排出，后與二次襯砌防排水系統(tǒng)相結(jié)合，排出洞外。 
5、預(yù)注漿參數(shù)
一個注漿段完成后留10m不開挖，作為下一階段的止?jié){巖盤。注漿孔自掌子面沿開挖方向，以隧道中軸為中心呈傘狀布置，注漿孔前段暗設(shè)φ76×4㎜套管,采用80㎜鉆頭成孔，后續(xù)注漿段采用60㎜鉆頭成孔。注漿孔孔底間距不大于3m，漿液擴散半徑為2m，注漿壓力為靜水壓力（2.5～4）倍，注漿材料采用水泥、水玻璃雙液漿，漿液濃度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)及水文條件進行調(diào)整。

 
6、預(yù)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)
    單孔注漿壓力達到設(shè)計終壓并繼續(xù)注漿10min以上，可結(jié)束本孔注漿，單孔注漿量與設(shè)計注漿量基本相同，結(jié)束時的進漿量在20L/min以下時可結(jié)束本孔注漿。 
7、堵水注漿效果檢查
    一個注漿段的全部注漿孔注漿完成后，在主要出水點附近設(shè)置至少5個檢查孔，測孔內(nèi)涌水量，一般每孔每延米涌水量大于0.15L/min或局部孔涌水量大于3L/min的應(yīng)追加鉆孔注漿，再次壓注直到達到設(shè)計要求為止。 

隧道開挖支護及二襯施工

    隧道開挖施工時嚴(yán)格按照“管超前、短進尺、弱爆破、強支護、勤量測”的原則進行組織施工，開挖初支施工完畢后，加強仰拱距掌子面、二襯距掌子面的步距控制，及時施做仰拱和二襯施工，合理安排二次襯砌盡快封閉成環(huán)，確?，F(xiàn)場施工安全。 
開挖過程中嚴(yán)格實施監(jiān)控量測工作，針對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)及時分析，以真實有效的監(jiān)控量測數(shù)據(jù)為指導(dǎo)，根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果變化突變時，及時調(diào)整現(xiàn)場施工參數(shù)。
 
    隧道開挖施工時嚴(yán)格按照“管超前、短進尺、弱爆破、強支護、勤量測”的原則進行組織施工，開挖初支施工完畢后，加強仰拱距掌子面、二襯距掌子面的步距控制，及時施做仰拱和二襯施工，合理安排二次襯砌盡快封閉成環(huán)，確保現(xiàn)場施工安全。 
    開挖過程中嚴(yán)格實施監(jiān)控量測工作，針對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)及時分析，以真實有效的監(jiān)控量測數(shù)據(jù)為指導(dǎo)，根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果變化突變時，及時調(diào)整現(xiàn)場施工參數(shù)。