略谈复杂地质段施工的方法

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1不良地质段对开挖掘进不利因素说明

从地貌上看，沿走向向两端有较大延伸，且地形切割较为明显，主要存在两种不利因素:围岩破碎、泥化，形成断裂构造;形成大量涌水。不良地质段施工总体方案超前地质预报，对于不良地质段首先是做好地质预报，以掌握前方围岩情况。长距离预报。采用TSP－202超前地质预报系统。在150～200m范围内可达到90%的准确度。中距离预报。利用地质钻孔取岩芯，钻孔深度30～40m，可准确预报前面围岩和地下水情况。短距离预报。掘进快到断层破碎带及涌水地段时，利用钻孔机具在开挖面钻Φ50孔，深5m，根据钻孔的岩屑、钻速、水质等变化情况，综合判断预报地质及水文条件。不同地质条件施工要点断层破碎带施工断层规模不大，渗水量不大的情况下，采用超前锚杆、超前小导管注浆、管棚等超前支护的方法以及固结灌浆的方法处理。断层规模较大，或有大量涌水的情况下，先进行超前灌浆或固结灌浆，再结合超前支护的方法进行处理。断层地段的支护宁强勿弱，并经常检查加固。采用上下导坑法、双侧壁导坑法开挖，尽量减少对围岩的扰动。涌水地段施工采用压注水泥－水玻璃双液浆的方法进行止水。对孔隙率大、构造性好的地段采用低压注浆，压力控制在1～5MPa;对构造水差的地段采用高压劈裂注浆的方法，注浆压力控制在10～20MPa，在特殊地段可考虑采用压注化学浆液的方法止水。岩溶段处理施工时采用下列技术措施进行处理:采用暗管等施工方法将溶洞积水排走。当不能排水，或由于溶洞规模大且溶洞填充物为含水量较大的溶岩泥时，采用封堵的方法。对已停止发育、跨径较小，且无水的中、小型溶洞，采用砌石或低等级混凝土进行填充。溶洞仅在隧洞底部且较深较大时，采用梁或拱跨越。开挖方法采用台阶法。爆破开挖时，采用超前钻孔探测。隧洞只有一侧遇到溶洞时，先开挖该侧，待支护完成后再开挖另一侧。

2F14断层带的主要施工方案

开挖方法。Ⅴ类围岩上导坑采用环形开挖法，下导坑采用左右分幅开挖法首先挖0.5m宽，深0.5～1.0m的槽Ⅰ，槽内先安装钢格栅喷砼，然后再开挖核心土Ⅱ。施工中采用超短台阶法进行开挖，根据围岩情况，先开挖围岩较破碎和岩石强度低部分，然后再开挖围岩较硬和稳定性较好部分。根据设计要求，上导坑开挖超前下导坑3m，Ⅳ类围岩上导坑采用整体开挖法，下导坑采用左右分幅开挖法，开挖后立即进行初期支护。下台阶分左右边错开开挖，以防止拱部钢架两拱脚同时悬空，为防止拱架下沉，拱脚处每边设置锁脚锚杆。出碴后及时接长钢架，为防止变形，及时施作仰供使之封闭成环，并及早衬砌。初喷砼。爆破后，挖掘机清凿危岩后立即初喷15cm厚砼封闭掌子面及开挖段面，确保下步工序作业人员的施工安全。超前小导管。增加双层超前小导管支护，采用φ42钢管(无溢浆孔)，导管长度4～6m，小导管环向间距30cm，两层小导管间距30cm，外插角6°，双层小导管每2m一循环，交错布置。超前锚杆支护。超前锚杆按照原Ⅴ类围岩支护参数配合超前小导管施做，此段无渗水可采用拱部施做Φ25、L=3.5m超前锚杆，锚杆环向间距25cm，每2.0m一循环，外插角15°。超前锚杆布置于两循环超前小导管之间，与两循环超前小导管间间距1.0m。5)钢拱架支护。将钢格栅改为采用I16工字钢拱架支护，以加强支护强度，并以锁脚锚杆锁定。钢筋网，系统锚杆，喷C25砼。

3各项具体施工工艺

注浆工艺流程:钻孔浆液配置注入浆液封堵注浆孔洗注浆管注浆机具注浆泵采用FBY70/80双液注浆泵，具有以下特点:全液压，能无机调压、调排量、操作简便，控制配比准确，可实现连续供浆。中空自进式(迈式)锚杆支护迈式锚杆具有以下优点，集钻、注、锚于一体，解决了常规锚杆钻锚时的塌孔问题，能够保证复杂地质条件下的锚固质量。在抗弯、抗剪强度和表面粘结等方面优于截面积相同的常规锚杆，且可根据需要对之进行切割或接长、施加预应力或释放荷载。超前小导管注浆超前小导管施工是通过不良地质段最常用的一种超前支护措施，根据实际地质情况可选择是否注浆。本工程采用小导管注双液浆的施工方法。小导管的加工制作小导管采用φ42无缝钢管，长度L=4～6m，导管的前端加工成圆锥形并予以封焊严实。管身设若干溢浆孔，孔径为φ6～12mm，孔距40～50cm，按梅花形排列，后端1m范围不设溢浆孔，管尾设一加固环，并要保持管身顺直的要求小导管布置沿拱部或全环双层布设，每环导管中心间距300mm，外插角6°小导管两层间间距30cm，交错布置，每2m施作一环，两排导管间搭接长度不小于1.0m，导管尾部与钢架焊接在一起。注浆参数选择注浆压力。依据以往施工经验，注浆终压暂定为0.3～0.5MPa，结合现场实际情况进行必要的调整和优化。浆液注入量。单孔理论注浆量:Q=πR2Ln=π×0.52×5×0.1=0.39式中:R为浆液有效扩散半径:根据地质资料预测，浆液有效扩散半径为0.5m;L为注浆长度，m:L=5m;n为地层裂隙度，%:此段围岩为Ⅴ类破碎围岩，根据类似围岩地质资料及现场实验，地层裂隙度初步定为10%。此理论注浆量可作为配制浆液数量和注浆质量评定的依据，在施工中，应根据现场实际情况确定注浆数量。浆液配制采用水泥－水玻璃双液注浆。注浆材料的配合比参数及性能指标。施工工序每次注浆前对掌子面进行喷砼封闭，喷砼厚度为15cm。喷射钢纤维砼喷射钢纤维砼是在普通砼中掺入适量的短纤维而成的，可用机械喷射的新型复合材料。软弱围岩特别是高地应力软弱围岩中的隧道，其破坏的主要因素是大变形，这就要求初期支护具有及时、密贴、高强和柔性，钢纤维喷混凝土基本上具备了这4项要求。通过F14断层时，在断裂带大、极易坍塌施工地段将喷射砼改为喷射钢纤维砼。

4结语

隧道施工中遇到问题的实例屡见不鲜，处理方法也不尽相同。本文介绍F14断层及影响带长度近400m，先后发生小型坍塌3次，大型突水2次。但因为预报及时，施工准备充足，施工方案得当，未发生大面积塌方和突水淹洞现象。

作者：金刚单位：辽宁省水利水电勘测设计研究院