不良地质处理

1．围岩失稳、软岩流变防治技术措施

（1）施工对策

坚持新奥法施工和“探地质、管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、勤量测、早成环”的原则，先进行超前地质预报，再实施超前注浆支护，后开挖，超前支护一段，开挖一段，封闭一段；逐渐推进，稳中求快。

在地质超前预报的基础上，采用短台阶环状开挖，留核心土法，辅之以长短管棚注浆方法开挖；加强围岩量测，根据量测及时反馈指导施工。

（2）施工技术措施

根据围岩的岩性、节理裂隙和地下水情况，可采用长管棚、小导管超前预注浆支护，短进尺、弱爆破，开挖一环封闭一环，及时施作初期支护并架设钢支撑。开挖面有水渗流时应引水归槽，作好排水系统。循序渐进，加强地质观测与变形量测，如发现地质情况变化或围岩变形速度加快时，应及时采取措施，如增加喷射砼厚度、施作长锚杆、增加钢支撑数量或提前施作加强的二次衬砌等，对可能产生围岩失稳、软岩流变地段以有力的支护手段防止发生工程事故，从而不致造成延误工期。2．涌水、涌泥防治技术措施

本标段通过F4、F5两条区域性大断层，施工中可能产生突然涌水、涌泥。

（1）防治原则

采用帷幕注浆技术，使隧道周边断层破碎带岩体基本形成整体，可堵塞涌水、涌泥的通道，围岩开挖后仅能以渗流或股流的形式出现，而不致形成涌水、涌泥。

对于大涌水、高水压地段采取“以堵涌水为主，限量排放，综合治

理”的原则；对于水量不大地段采取“防、截、排、堵”综合治理的原则。

（2）治理技术措施

1）帷幕注浆

根据地质超前预报探明的情况，对涌水、涌泥地段，结合帷幕注浆孔布置，先钻孔预以探明验证，再按帷幕注浆设计施作大管棚，并进行双液预注浆堵水。帷幕注浆施工工艺详见4.8.1节。

2）开挖

开挖后对少量渗漏和涌泥部位用小导管注浆进行封堵。对少量不便封堵的渗水，将其集中归槽进行引排，即先疏导，后开挖。小导管注浆方法应根据注浆后渗漏水情况和围岩裂隙走向调整注浆管的位置、角度和长度，并适当调整浆液配合比，使浆液凝固时间尽量缩短。

3）隧底涌水、涌泥处理

对涌水、涌泥规模小的部位，可采取清除填充物，用浆砌片石回填处理，再施做仰拱；对涌水、涌泥规模大的部位，底板可采用钢筋砼仰拱，并在施工仰拱时预埋注浆管，待仰拱砼达到强度时，注浆加固其填充物。

3．膨胀岩防治技术措施

（1）防治原则

膨胀岩（包括高地应力下软弱围岩大变形）在开挖后较一般围岩变形大且持续时间长。根据膨胀岩持续变形的特点，仍以锚、喷、网等柔性支护为主，使其释放自身的能量，但应预计可能的变形量，开挖时预留沉落量，并加强观测与量测，及时反馈进行分析，必要时可采取安装可伸缩的钢架或提前施作加强了的二次衬砌。

（2）处理对策

处理原则：“先柔后刚，刚柔结合”，为防止或避免产生大变形采取“短开挖，强支护，快封闭成环”的具体处理措施。

膨胀岩隧道施工，以喷、锚、网、钢支撑初期支护、适当加大了的预留沉落量、二次模筑衬砌组成复合式支护体系。施工过程中要加强监控量测，合理安排工序。必要时可打超前钻孔，以改变前方岩体力学性质，使抑制岩体的应力得以释放，保证开挖顺利进行。设置钢支撑、喷射钢纤维砼与系统锚杆组成联合支护系统，适当加强初期支护，保证围岩变形过程中不发生失稳、坍塌，最终能发挥围岩自承能力，即达到设计的理想目的。然后及时施作仰拱，使支护封闭成环，整体受力。

仰拱开挖后立即安设钢拱架，与边墙钢拱架形成环状封闭，然后喷射砼进行封闭，再打设锚杆、绑扎仰拱钢筋和施作仰拱及充填砼。

对于膨胀系数大于1.3的围岩地段，在仰拱下铺设50cm厚碎石垫层作为柔性变形层，并在仰拱加设双层钢筋网，以加强仰拱刚度。

4．断层及破碎带施工技术措施

根据招标文件提供的资料，本标段将通过毛毛山南缘断层（F4），为一逆断层，断层带内的岩体为断层泥砾和碎裂岩，有较高的地应力，地下水丰富，为中等富水区且可能有突然涌水出现。隧道通过断层带（属VI级围岩）宽度为200m，两侧断层影响带宽度（属V级围岩）宽度为250m。

隧道通过的另一条大柳树沟—黑马圈河断层（F5）亦为逆断层，地质情况与F4断层相似，惟地应力及地下水均较小，隧道通过断层带（VI 级围岩）宽度为40m，两侧断层影响带（V级围岩）宽度为100m。

断层带超前预加固体系采用长管棚及帷幕注浆来防止涌水、涌泥和塌方。富水地段采用帷幕注浆，少水地段采用超前长管棚预加固。

断层破碎带施工方法及工艺

隧道斜交通过F4、F5两条区域性大断层，为防止破碎带开挖时出现坍塌，保证施工安全，对破碎带开挖应充分利用TPS-203地质预报系统和地质雷达、水平钻机等多种预报手段，对断层破碎带进行探测。根据探测的水量大小、水压高低等情况决定采取相应的处置措施：大水量、高水压地段要以堵为主，限量排放。先帷幕注浆，再开挖，辅以小导管注浆。水量不大时采用长管棚注浆超前支护，然后开挖，水以排为主，排堵结合。

5．帷幕注浆施工工艺

（1）基本原理

对于地质复杂的富水断层破碎带，为防止开挖面涌水，除了沿开挖轮廓线（含底部）按轴向辐射状布孔外，在开挖面中心也布置注浆孔。注入按一定比例配制而成的水泥—水玻璃双液浆后，浆液渗透扩散到破碎带的孔隙中并快速凝固，与周围破碎岩块固结成具有一定强度的结石体，在隧道周边及开挖面形成一个堵水帷幕（加固区），切断地下水流通路，以此达到固结止水的目的。同时沿周边布置的超前注浆管也能起到管棚的作用。

（2）施工程序

帷幕注浆施工程序见图4-8-1。

（3）超前地质预报

由于F4、F5断层构造复杂、水量丰富，必须准确预报工作面前

方20～25m范围的工程地质和水文地质情况，以便为制订施工方案和确定注浆参数提供依据，因此，必须把超前地质预报作为一个工序纳入生产过程。

利用TPS-203地质预报系统，地质雷达和水平钻机等多种预报手段对断层破碎带进行探测。

预报内容：预测工作面前方的地质构造和岩性、地下水出露位置和水量大小，以及断层变化情况等。

预报方法：采用数据采集、资料分析、钻孔取芯、岩芯编录、记录钻速、水质水量变化情况以及开挖后的岩面观测素描，综合判断预报前