略談復雜地質段施工的方法

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1不良地質段對開挖掘進不利因素說明

從地貌上看，沿走向向兩端有較大延伸，且地形切割較為明顯，主要存在兩種不利因素:圍巖破碎、泥化，形成斷裂構造;形成大量涌水。不良地質段施工總體方案超前地質預報，對于不良地質段首先是做好地質預報，以掌握前方圍巖情況。長距離預報。采用TSP－202超前地質預報系統。在150～200m范圍內可達到90%的準確度。中距離預報。利用地質鉆孔取巖芯，鉆孔深度30～40m，可準確預報前面圍巖和地下水情況。短距離預報。掘進快到斷層破碎帶及涌水地段時，利用鉆孔機具在開挖面鉆Φ50孔，深5m，根據鉆孔的巖屑、鉆速、水質等變化情況，綜合判斷預報地質及水文條件。不同地質條件施工要點斷層破碎帶施工斷層規模不大，滲水量不大的情況下，采用超前錨桿、超前小導管注漿、管棚等超前支護的方法以及固結灌漿的方法處理。斷層規模較大，或有大量涌水的情況下，先進行超前灌漿或固結灌漿，再結合超前支護的方法進行處理。斷層地段的支護寧強勿弱，并經常檢查加固。采用上下導坑法、雙側壁導坑法開挖，盡量減少對圍巖的擾動。涌水地段施工采用壓注水泥－水玻璃雙液漿的方法進行止水。對孔隙率大、構造性好的地段采用低壓注漿，壓力控制在1～5MPa;對構造水差的地段采用高壓劈裂注漿的方法，注漿壓力控制在10～20MPa，在特殊地段可考慮采用壓注化學漿液的方法止水。巖溶段處理施工時采用下列技術措施進行處理:采用暗管等施工方法將溶洞積水排走。當不能排水，或由于溶洞規模大且溶洞填充物為含水量較大的溶巖泥時，采用封堵的方法。對已停止發育、跨徑較小，且無水的中、小型溶洞，采用砌石或低等級混凝土進行填充。溶洞僅在隧洞底部且較深較大時，采用梁或拱跨越。開挖方法采用臺階法。爆破開挖時，采用超前鉆孔探測。隧洞只有一側遇到溶洞時，先開挖該側，待支護完成后再開挖另一側。

2F14斷層帶的主要施工方案

開挖方法。Ⅴ類圍巖上導坑采用環形開挖法，下導坑采用左右分幅開挖法首先挖0.5m寬，深0.5～1.0m的槽Ⅰ，槽內先安裝鋼格柵噴砼，然后再開挖核心土Ⅱ。施工中采用超短臺階法進行開挖，根據圍巖情況，先開挖圍巖較破碎和巖石強度低部分，然后再開挖圍巖較硬和穩定性較好部分。根據設計要求，上導坑開挖超前下導坑3m，Ⅳ類圍巖上導坑采用整體開挖法，下導坑采用左右分幅開挖法，開挖后立即進行初期支護。下臺階分左右邊錯開開挖，以防止拱部鋼架兩拱腳同時懸空，為防止拱架下沉，拱腳處每邊設置鎖腳錨桿。出碴后及時接長鋼架，為防止變形，及時施作仰供使之封閉成環，并及早襯砌。初噴砼。爆破后，挖掘機清鑿危巖后立即初噴15cm厚砼封閉掌子面及開挖段面，確保下步工序作業人員的施工安全。超前小導管。增加雙層超前小導管支護，采用φ42鋼管(無溢漿孔)，導管長度4～6m，小導管環向間距30cm，兩層小導管間距30cm，外插角6°，雙層小導管每2m一循環，交錯布置。超前錨桿支護。超前錨桿按照原Ⅴ類圍巖支護參數配合超前小導管施做，此段無滲水可采用拱部施做Φ25、L=3.5m超前錨桿，錨桿環向間距25cm，每2.0m一循環，外插角15°。超前錨桿布置于兩循環超前小導管之間，與兩循環超前小導管間間距1.0m。5)鋼拱架支護。將鋼格柵改為采用I16工字鋼拱架支護，以加強支護強度，并以鎖腳錨桿鎖定。鋼筋網，系統錨桿，噴C25砼。

3各項具體施工工藝

注漿工藝流程:鉆孔漿液配置注入漿液封堵注漿孔洗注漿管注漿機具注漿泵采用FBY70/80雙液注漿泵，具有以下特點:全液壓，能無機調壓、調排量、操作簡便，控制配比準確，可實現連續供漿。中空自進式(邁式)錨桿支護邁式錨桿具有以下優點，集鉆、注、錨于一體，解決了常規錨桿鉆錨時的塌孔問題，能夠保證復雜地質條件下的錨固質量。在抗彎、抗剪強度和表面粘結等方面優于截面積相同的常規錨桿，且可根據需要對之進行切割或接長、施加預應力或釋放荷載。超前小導管注漿超前小導管施工是通過不良地質段最常用的一種超前支護措施，根據實際地質情況可選擇是否注漿。本工程采用小導管注雙液漿的施工方法。小導管的加工制作小導管采用φ42無縫鋼管，長度L=4～6m，導管的前端加工成圓錐形并予以封焊嚴實。管身設若干溢漿孔，孔徑為φ6～12mm，孔距40～50cm，按梅花形排列，后端1m范圍不設溢漿孔，管尾設一加固環，并要保持管身順直的要求小導管布置沿拱部或全環雙層布設，每環導管中心間距300mm，外插角6°小導管兩層間間距30cm，交錯布置，每2m施作一環，兩排導管間搭接長度不小于1.0m，導管尾部與鋼架焊接在一起。注漿參數選擇注漿壓力。依據以往施工經驗，注漿終壓暫定為0.3～0.5MPa，結合現場實際情況進行必要的調整和優化。漿液注入量。單孔理論注漿量:Q=πR2Ln=π×0.52×5×0.1=0.39式中:R為漿液有效擴散半徑:根據地質資料預測，漿液有效擴散半徑為0.5m;L為注漿長度，m:L=5m;n為地層裂隙度，%:此段圍巖為Ⅴ類破碎圍巖，根據類似圍巖地質資料及現場實驗，地層裂隙度初步定為10%。此理論注漿量可作為配制漿液數量和注漿質量評定的依據，在施工中，應根據現場實際情況確定注漿數量。漿液配制采用水泥－水玻璃雙液注漿。注漿材料的配合比參數及性能指標。施工工序每次注漿前對掌子面進行噴砼封閉，噴砼厚度為15cm。噴射鋼纖維砼噴射鋼纖維砼是在普通砼中摻入適量的短纖維而成的，可用機械噴射的新型復合材料。軟弱圍巖特別是高地應力軟弱圍巖中的隧道，其破壞的主要因素是大變形，這就要求初期支護具有及時、密貼、高強和柔性，鋼纖維噴混凝土基本上具備了這4項要求。通過F14斷層時，在斷裂帶大、極易坍塌施工地段將噴射砼改為噴射鋼纖維砼。

4結語

隧道施工中遇到問題的實例屢見不鮮，處理方法也不盡相同。本文介紹F14斷層及影響帶長度近400m，先后發生小型坍塌3次，大型突水2次。但因為預報及時，施工準備充足，施工方案得當，未發生大面積塌方和突水淹洞現象。

作者：金剛單位：遼寧省水利水電勘測設計研究院