隧道不良地质及特殊地段施工技术

隧道不良地质及特殊地段施工技术

1.1断层破碎带施工

断层及断层破碎带影响范围内裂隙较发育，岩层破碎、自稳能力差，富水性和导水性较好，易发生坍塌和涌水。

(1)隧道断裂破碎带及其影响带施工遵循“先预报、预加固、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、快反馈、控变形”的原则，配备水平钻机、陆地声纳仪、地质雷达、TSP203地质预报仪等仪器，采用常规地质法、声波法、地球物理法相结合的综合手段进行地质超前预报，按照“石变我变”的动态原则组织施工。

(2)施工前结合设计切实掌握所遇断层带的所有情况，充分利用综合超前地质探测预报分析成果，及时做好封闭衬砌及排水工作。

(3)做好断层地段施工的防排水：当断层带地下水是由地表水补给时，在地表设置截排水系统；对断层承压水，在每个掘进循环中，向巷道前进方向钻凿不少于2个超前钻孔，其深度在4m以上，以探明地下水的情况；随工作面的向前推进挖好排水沟，并根据岩质情况，必要时加以铺砌；反坡施工时，则除准备足够的抽水机械设备外，应安排适当的积水坑。

(4)对于低强度或松散地层结构松散，稳定性较差地段，若有地下水时则更甚，在施工中极易发生坍塌，在这类地层

中施工，主要是减少对围岩的扰动，遵循“超前探水、以堵为主、控制排水、堵排结合”的原则。其常用的施工手段有：先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭的方法。

(5)断层带施工时优先进行防排水作业。通过断层带的各工序之间距离尽量缩短，并尽快进行全断面封闭，以减少岩层的暴露、松动和地压增大。开挖时严格掌握炮眼数量、深度和装药量，尽量减少爆破对围岩的扰动；如遇两侧软硬不同时，用偏槽法开挖，按先软后硬顺序交错进行。断层地带的支护作业结合设计宁强勿弱，并经常检查加固。衬砌紧跟开挖，及时封闭。

(6)断层破碎带采用中隔壁法施工，必要时采用双侧壁导坑法施工，减震光面爆破。严格掌握炮眼数量、深度及装药量，尽量减少爆破对围岩的扰动；下台阶施工采用左、右错进的方法。

(7)初期支护施做本着“宁强勿弱”的原则，开挖后应立即喷砼封闭岩面，然后进行钢架支撑、锚、网、喷联合支护，即时施做仰拱（临时仰拱），并及时进行量测反馈修正支护参数。

(8)根据监控量测结果及时分析反馈，及时调整支护参数，确保施工安全顺利进行；开挖及初期支护后仰拱及填充要紧跟；在量测资料反映围岩稳定后及时进行拱墙砼衬砌。

1.2软岩地段施工措施

对于可能发生软岩大变形的地段，进行适当的应力释放，应力释放到一定程度，就要及时有效支护, 即采用预支护、喷锚网、钢架和钢筋砼结构支护, 既要保证隧道结构的安全, 又要确保围岩不侵入净空。

大变形段采取的对策措施如下：

⑴分部开挖、及时支护、及时封闭。

⑵加厚喷层。围岩由于变形大，喷层破坏，可分层喷射施工，这样既可保持支护的柔性，又可保持喷层的完整性。

⑶使用加长锚杆，加固塑性区围岩。

⑷加大预留位移量。大变形段隧道洞壁位移比正常段隧道大，所以在设计中考虑了增大预留变形量，以避免变形过大造成侵限。

⑸加强二次衬砌，采用加厚衬砌厚度，提高衬砌混凝土标号，并采用钢筋混凝土衬砌。为了限制初期支护的变形不致于过大，要求尽快施作二次模注衬砌，致使二次衬砌与初期支护共同承受围岩压力，因此设计中考虑提高二次初砌的承载能力。

⑹掌子面设小导管进行应力释放，必要时可压注水泥浆预加固掌子面。

1.3隧道洞口及浅埋段施工

本标段隧道进出口及浅埋段岩体完整性差，整体强度较低，洞室稳定性差，易坍塌，不利于隧道施工及安全。在开

挖时强调围岩变形的控制而不是强调围岩变形的释放，根据围岩状况选择合适的开挖方法，适度缩短开挖进尺，支护采用强度较高和刚度较大的初期支护，限制土体变形，同时二次衬砌和仰拱紧跟，形成封闭结构，保证施工安全。局部破碎地段预注浆加固围岩，提高围岩自稳能力。施工过程中加强监控量测，并根据监控量测结果及时调整支护参数和施工方法。

浅埋地带按照“先护顶、后开挖”的要求组织施工，采用超前预注浆加固围岩，施工过程中严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的施工原则。

⑴在浅埋隧道施工中要尽量少刷或不刷坡，超前支护进洞，采用分部开挖，尽量减小开挖断面，主要施工方法：

①洞口段加固：洞口段覆盖层加固主要采用超前大管棚注浆预支护。采用洞内管棚注浆和小导管注浆相结合的综合加固手段，管棚采用φ108mm×6mm，一次打入长度一般为10～40m；在强有力的超前支护下安全进洞。

②洞身超前支护：采用I20b型钢钢架支撑，打设超前小导管，并注浆；超前小导管按照纵向间距2.0m～2.5m一环布置，确保施工安全，防止塌方。

③短开挖：采用预留核心土台阶法开挖，开挖进尺控制在1.0m以内。

④加强初期支护：采用钢拱架、注浆锚杆、挂网、喷射

砼联合支护，必要时上台阶底部和中部设I18工字钢临时钢撑，防止围岩坍塌。

⑤掌子面加固：采取喷射砼封闭掌子面和掌子面注浆加固措施。

⑥快衬砌，早成环：除及时加强初期支护外，也可提高二次衬砌参数，并适时施作二次衬砌，而不要等变形基本稳定后再施作。

⑦监控量测：在洞口至少设两个断面，加强地表沉降监测，发现异情，及时处理。

⑵主要施工技术措施

①加强初期支护，保证预留变形

为了增加初期支护对大变形的适应，采用喷混凝土、打径向锚杆、挂钢筋网、架格栅刚架等支护手段。施工时做到支护及时，到位。喷混凝土分两次施工，先喷10～20cm，待变形后期再喷10cm，达到设计喷层厚度。为防止喷层变形后侵入二次支护净空，将预留变形量适度加大，具体通过量测视变形情况确定并做到先柔后刚，刚柔并济。

②采取短进尺弱爆破，以减少对岩体的扰动

缩短循环，减少扰动，提高开挖后围岩的自稳能力，争取在围岩剥落松弛之前，形成有效的支护，为后序工序创造安全施工的时间和空间。可采用限定进尺和弱爆破的方法来实现。