隧道断层破碎带赶水的施工技术分析

余孝国

（贵州建工集团有限公司， 四川 南充 550000）

为了满足当前经济的快速发展需求，持续提升交通运输能力已经成为了必要的一项工作，当前对于三车道隧道的需求更加强烈。但在实际施工过程中，极容易遇到断层破碎带问题，为了推动工程的稳定发展，有必要确定出合适的施工技术。

1 工程概况

关于本文所探讨的工程，其隧道结构总长度为 1200m，勘测后得知区域内主要以薄层灰岩以及煤岩两部分组成，岩性条件具有高度的复杂性，内含有大量的软质岩层，且出现了明显的裂隙水，所有的出洞口都分布在粉质豁土上，且表现出了明显的竖向节理。整个工程的挖深介于5～55m区间内，考虑到围岩性质较差的问题，应使用双侧导坑开挖技术而展开施工作业。

2 隧道监测及裂隙段深孔注浆处理

（1）通过测量仪器观测沉降控制桩，以及测距仪对隧道净宽测量，对已经初期支护地段监测围岩沉降和收敛情况，控制掘进以及衬砌跟进进度，确保成型段的围堰安全；

（2）监测掌子面围岩的应力应变情况，分析围岩变化是否存在初始应力，通过洒水等措施降低围岩应力，防止掘进中发生岩爆的风险；

（3）掌子面通过地质雷达监测围岩的变化，分析完整性程度，特别是破碎地段或存在裂隙水地段，判定软弱带的影响长度，修正具体实施方案。

对于裂隙水丰富地段，采取长探孔排水、注浆赶水的引堵结合的方式。长探孔长度控制在30～50m，在拱顶、拱腰和拱脚位置，孔眼间距3～4m，角度向上3～5°利于排水；泄压完成后设置排气管封口注浆，加固软弱地带围岩。

3 破碎带赶水的施工技术

为了营造安全、环保的施工环境，经分析后制定出了如下方案：

（1）对掌子面进行全面清理，在此基础上创建施工平台。必须做好对暂时处于稳定状态渣体的修整工作，基于三台阶环形开挖的方法进行，掌子面应采取挂网、喷浆以及找平处理，以便后续打孔以及注浆施工的顺利进行[1]。

（2）建立排水通道。要求拱顶及其左侧区域设置2个规格为φ76mm的排水孔，并设置D1175HDPE单臂波纹，要求其角度应尽可能向上倾斜一些，达到找水与排水的效果。

（3）初支径向注浆、赶水。此环节主要对掌子面后方3～5m淋雨状采出区域展开处理，即进行径向小导管注浆施工。

①引入液压双液注浆泵，要求其工作压力介于5～7MPa区间内，且工作能力应达到4m/h。

②注浆材料：径向注浆是工程中尤为重要的一个环节，可以起到加固堵水的效果，应高度重视对材料的选取，本工程中以超细水泥单液浆水泥浆为宜，其具有优良的耐久性。

③注浆方式：遵循全孔一次性注浆的方式而展开。

④注浆顺序：引入了两台注浆泵设备，应遵循由下至上对称的原则进行，先进行跳孔跳排注单序孔，再展开二序孔的施工。

（4）断层、破碎带预注浆。重点对掌子面前方30m区域进行处理，由此展开全断面深孔预注浆施工。

①注浆孔布置：沿着开挖方向进行，钻孔内外圈均基于梅花形布置的方式而展开，应遵循长短孔相结合的原则，确保注浆的充分性，浆液的扩散半径为2m，所有孔底间距应控制在3m以内。

②注浆材料以水泥、水玻璃双液浆为宜，要求其配比参数介于0.6～1.0范围内，关于水泥浆水灰比，应介于0.8：1～1：1。

③如果出现围岩破碎情况，且为裂隙发育时，应以前进式注浆的方式为宜，如果围岩的裂隙发育程度欠佳，则应转变为后退式注浆。保证钻孔以及注浆顺利进行，这两大环节应从拱部开始逐步由外圈施工到内圈。如果出现无法成孔的情况，则采取钢花管跟进成孔的方式。

4 小导管支护施工

4.1 小导管的制作及安装

小导管采用甲 42mm的热轧无缝钢管制成，在钢管上打上直径 8mm间距为15cm的注浆孔。完成钻孔施工后需随即展开小导管的安装作业，否则极容易引发塌孔问题。在小导管安装时如果受到了阻碍，此时则需要使用千斤顶进行辅助作业，确保其到达指定的位置。做好上述工作后，需要对小导管与孔壁间所形成的缝隙进行填充。

4.2 注浆

为了注浆的顺利进行，需要在施工之前对开挖面进行封闭处理，具体措施为喷射混凝土材料，厚度应介于5～10cm范围内，做好对设备的检查工作，确保注浆压力。浆液的配制：水泥浆与水玻璃的配合比为1：0.5（水泥浆水灰比为1：1），水玻璃浓度：35波美度，水玻璃模数

4.3 挂浆顺序

先完成内固孔的注浆作业，在此基础上方可对外圈孔进行施工，同时还需要遵循先无水孔再有水孔的顺序。在此过程中如果出现了窜浆等问题，则需要间隔一孔进行操作。当注浆压力持续上升且稳定到终压 20rain时，便可以停止注浆作业。

5.排水盲管施工

5.1 环向排水盲管施工方法

隧道拱墙设ф50～80mm软式透水管环向盲管，环向盲管每隔8～10m设置一环，每隔5～10m在水沟外侧留泄水孔，用三通接盲管与纵向盲管相连。

5.2 纵向排水盲管施工方法

纵向排水盲管需沿着纵向进行布置，将其置于在左、右墙角水沟的底上方，此处使用的是直径介于80～100mm的软式透水管盲沟，数量以2条为宜，确保盲管与线路的坡度达到相适应的状态[2]。基于钻孔定位的方式完成排水管的安装，定位孔间距介于30～50cm区间内，使用膨胀锚栓将其置入定位孔中，并使用固定钉对盲管的两端做以加固处理。

5.3 止水带及止水条施工

5.3.1 施工方法

沿衬砌轴线每隔30cm设置ф5～12mm的钢筋孔。将制成的钢筋卡由待灌混凝土侧向另一侧穿过挡头模板，内侧卡进止水带一半，另一半止水带平靠在挡头板上。待混凝土凝固后拆除挡头板，将止水带拉直，然后弯钢筋卡紧止水带。

5.3.2 止水条施工

水平施工缝：先浇筑混凝土，在初凝后、终凝前根据止水条的规格在混凝土端面中间压磨出一条平直、光滑的槽。

环向或竖向施工缝：在端头模板中间固定木条或金属构件等，混凝土浇筑后便形成了凹槽。槽的深度为止水条厚度的一半，宽度为止水条宽度。

5.4 隧道进洞施工措施

（1）隧道进洞超前管棚支护。根据本隧道的工程特点，为了满足软弱围岩浅埋隧道的进洞施工质量和安全的基本要求，制定了如下的进洞超前管棚支护方案：

①做好护拱基础的加固工作，此举能够避免护拱出现沉降变形等不良问题，为进洞施工营造安全的环境，简言之，护拱是后续展开超前管棚支护施工的首要前提。

②采取措施实现对进洞超前管棚与护拱基础的稳固连接，并在护拱内设置了3道钢拱架，由此起到加强支护的效果。

③由于隧道进洞围岩稳定性不足，因此对局部围岩采取了加固措施，以免后续出现坍孔等质量问题。

（2）采取隧道进洞联合支护措施，考虑到本工程中进洞段为软弱浅埋层的问题，同时区域内的岩石破碎程度较为明显，尽管使用了超前管棚支护技术，但经过开挖施工后围岩依然难以达到压力拱的基本要求，此时围岩的自身稳定性也受到了影响。对此，采取了进洞联合支护措施，由此保障了洞口施工的安全性。

6 结束语

本文提出了隧道断层破碎带赶水方法，实际结果表明该方法具有可行性，能够达到集中引排的效果，衬砌背后水压力得到了有效的控制，为工程施工创设了良好的环境。