浅谈隧道破碎带施工的几点做法 摘要：结合宜万铁路W16标段长鹰坝二号隧道的地质情况，以及在施工过程中断层、溶腔、溶洞、土夹层等破碎地质段的实际施工方法，浅析隧道破碎带的治理措施，以及围岩量测在施工中的应用。 关键词：断层;溶腔;土夹层;施工工艺;围岩量测 1工程概况 本隧道地处鄂西南地区，属于亚热带季风气候，温暖多雨、湿润多雾、雨量充沛，区内山峦叠嶂、沟壑纵横。洞内以Ⅲ、Ⅳ级围岩为主，地质主要以寒武系上统耗子沱群灰岩、白云质灰岩为主，中厚产状，弱风化。但是断层、溶腔、夹层频频出现，节理裂隙较发育。本隧道全长2651m,分进出口掘进，进口里程为DK238+669，出口里程为DK240+300。
2破碎地质带与隧道的关系以及对施工的影响 破碎地质带是指松散地层、岩溶、断层、软土地段、土加石、溶腔等不利于隧道工程施工的不良地质环境。在施工中发现，不良地质地段的变异是非常复杂的，设计文件提供的地质资料和施工方法以及防范措施不可能完全符合实际情况。 破碎地质在隧道施工中会经常出现，如认识不够，施工工艺安排不合理，会造成塌方，这样不仅会造成直接经济损失，给隧道施工带来极大困难，而且耽误工期，并且会带来安全隐患，甚至会造成安全质量事故。因此隧道不良地质带的施工必须制定安全、稳妥的施工方案，采取积极、有效的施工措施，切忌盲目施工。不良地质的发现一是要熟读设计文件、掌握设计意图以及详细的地质情况；二是要勤观察并要对症下药，因此，在施工过程中，应经常观察地质发育情况，必要时采取有效的辅助措施，如TSP、超前钻孔、红外
线探水、地质雷达探测等超前地质预报措施。 3破碎地质的施工原则 在隧道施工过程中如遇到不良地质段，首先要对地质、水文情况有一个整体的了解。严格按照“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌、”的指导原则。 （1）先治水：在有水地段，应采用引、排、堵相结合的方式，处理好岩溶水，消除隐患。 （2）短开挖、弱爆破：不良地质段，应遵循多打眼、浅打眼、弱爆破、短进尺的原则，减少对周边围岩的扰动。 （3）强支护：及破碎地段，应采取锚、喷、网联合支护的原则。如果喷锚支护仍不能提供足够的支护能力时，应及早装设钢架（工字钢或格栅钢架）支撑加强支护。
盾构穿越断裂破碎带施工经验浅谈 摘要：以广州市轨道交通七号线某区间盾构工程中，对盾构机在穿越断裂破碎 带地层时，盾构掘进施工中所遇到的难点与处理措施进行简述，以供日后同类施 工参考。 关键词：断裂破碎带；地下水；盾构；同步注浆 1工程概况 广州市轨道交通七号线某区间盾构工程，自谢村站始发后往东沿汉溪大道行走，下穿105国道路基后，再下穿小山包后从汉溪大道跨线桥北侧通过，最后到 达钟村站。区间沿线主要建（构）筑物为高压电塔及汉溪大道跨线桥桥桩，区间 起止里程为Z（Y）DK6+486.500～Z（Y）DK8+190.500（左线短链9.874m），左线全长1694.126m，右线全长1704m。 根据谢钟区间详勘报告揭露到的断层构造迹象，在谢钟区间里程Z（Y） DK6+850～Z（Y）DK7+150之间内岩性为糜棱岩，断层附近大部分岩体破碎，并 蕴含较丰富的地下水。由于断层带中岩石破碎，地下水丰富，盾构穿越断层带时 易发生喷涌、掌子面坍塌等情况，对盾构施工带来一定难度。 2断层带区间地质及水文情况 2.1岩土工程特征 2.1.1强风化糜棱岩<7F>：灰绿、浅灰色，岩石矿物风化强烈，岩芯呈半岩半 土状，遇水易软化、崩解。 2.1.2中风糜棱岩<8F>：灰绿、浅灰色，糜棱结构，碎裂构造，母岩为石英岩，主要矿物为石英、长石、绿泥石，裂隙稍发育，岩芯呈块状及少量短柱状，岩质 较硬，锤击声脆，平均RQD值约为25。 2.1.3微风化糜棱岩<9F>：灰绿、浅灰色，糜棱结构，碎裂构造，母岩为石英岩，主要矿物为石英、长石、绿泥石，岩芯较完整，局部可见少量风化裂隙，岩 芯呈短柱~长柱状，岩质坚硬，锤击声响，平均RQD值约为85。 2.2隧道围岩分级 2.3水文地质条件 根据详勘报告，在里程Z（Y）DK6+850～Z（Y）DK7+150之间揭露到的断层带，蕴含较 丰富的地下水，在详勘钻孔MGZ3-XZ-24及MGZ3-XZ-53揭露到了基岩裂隙承压水，承压水头 高出地面分别约1.9米和0.7米。 在详勘中揭露到的小断层发育，岩石构造裂隙发育，岩体较破碎，在详勘钻孔MGZ3-XZ-24进行抽水试验时，钻孔涌水较大。因此在隧道施工过程中，加剧了基岩裂隙连通，且该区 域隧道的涌水量较大，容易出现承压水涌出、突水的现象。 3盾构机情况 本区间采用两台中铁重工生产的Φ6250土压平衡盾构机，机械性能良好，考虑到全线地 质情况，刀具采用破岩能力较好的全断面单刃滚刀模式配置，刀盘形式详见图二。 图一刀盘图 4断裂破碎带中盾构施工的难点 谢钟盾构区间右线于2015年3月22日开始进入断裂破碎带地层，7月21日驶出，历时120天通过长度为350米的断裂带。左线于2015年4月13日开始进入断裂破碎带地层掘进，6月25日驶出，历时73天通过长度为280米的断裂带。区间左右线水文地质不尽相同，但
富阳市公园路向东延伸（大桥路-高尔夫路）工程 第一标段 东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案 编制： 复核： 审核： 中铁一局集团有限公司公园路向东延伸工程项目经理部 二O一五年九月
目录 一、工程概况 (3) 二、工程地质 (3) 三、断层破碎带施工方案 (4) 3.1超前地质预报 (4) 3.2注浆堵水加固 (5) 3.2.1全断面帷幕注浆堵水 (5) 3.2.2全断面周边预注浆堵水 (5) 3.2.3局部断面预注浆堵水 (5) 3.2.4局部断面排水 (6) 3.2.5预注浆参数 (6) 3.2.6预注浆结束标准 (6) 3.2.7堵水注浆效果检查 (7) 3.2.8东洲新城隧道全断面（帷幕）超前注浆图 (7) 3.3隧道开挖支护及二衬施工 (10) 3.3.1开挖支护参数 (10) 3.3.2监控量测 (11) 四、质量保证措施 (11) 五、安全保证措施 (12)
东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案 一、工程概况 东洲新城隧道0+705～1+600左右线单洞合计1790m，设计为双洞机动车双向六车道，两隧进口端间距为11.75m，为小净距隧道。隧道开挖断面Ⅲ级围岩117㎡、Ⅳ级围岩130～136㎡、Ⅴ级围岩140～143㎡，线路设计标准：二级城市隧道，双向六车道；设计时速50km/h；暗挖隧道建筑限界三车道段单洞净宽13.5m，车道限高 4.5m，检修道净空2.5m。 二、工程地质 隧道岩性主要为中风化、微风化花岗闪长岩和石英砂岩，洞口有粘土夹碎石覆盖层。洞身穿越地质Ⅲ级围岩790m，占总长44.2%；Ⅳ级围岩290m，占总长16.2%；Ⅴ级围岩690m，占总长38.5%；明洞20m，占总长1.1%。并穿越F1、F2等不良地质断裂带，F1破碎带位置在左线里程为K0+925～K0+965段，长约40m；在右线里程为K0+974～K1+025段，长约51m。F2破碎带位置在左线里程为K1+300～K1+350段，长约50m，右线里程为K1+330～K1+390段，长约60m。 根据设计地质，F1断层破碎带主要已充填粘土为主，其余为灰岩、白云质灰岩成分的断层角砾，碎裂岩。受F1断层的影响，岩体较破碎，呈碎石状压碎结构，围岩稳定性较差，拱顶易坍塌、侧壁不稳，处理不当会造成大的坍塌，隧道出水形式为线状、淋雨状、涌水，流量约400～700m3/d，多雨季节流量约800～1600m3/d。F2断层破碎带岩性主要为岩溶角砾岩，灰岩、白云质灰岩成分的碎裂岩，受
隧道掘进断层破碎带施工方法及工程实例 ---13级土木6班刘志明1308230231 摘要：随着社会和科学技术的不断进步，隧道这种通过大山大河的方式被广泛的采用。遇到断层破碎带是隧道掘进的很大的问题，本文整理归纳了常见的断层处理技术并进行了相关的工程实例分析。 关键词：隧道；断层；施工 0 引言 隧道围岩稳定是隧道掘进过程中非常重要的问题，尤其是在断层破碎带区段围岩稳定性特别需要重视。本文简单分析了断层破碎带对围岩稳定性的影响，并根据国内几个不同的隧道断层施工实例的分析总结了隧道断层施工几种工艺。 1断层破碎带对围岩稳定性的影响 研究结果显示, 断层交会和断层归并复合很容易引起围岩失稳, 断层的其他要素如风化程度、断层走向与隧道中线走向的夹角对围岩稳定性影响也很大【1】。断层交会对隧道围岩稳定性的影响最大, 因为其与单一式断层相比, 明显扩大了断层的规模, 增加了断层的裂隙、空隙的密度,增大了裂隙、空隙, 从而降低了破碎岩石、角砾的胶结程度和黏着力。另外, 由于断层交会复合为不同走向断层相交, 所以其对围岩稳定性的影响程度比断层归并复合还要大很多。 2 断层施工技术 在隧道开挖施工过程中，断层及其破碎带的难度特别大，是非常容易出事故的地段。在高速公路、铁路隧道等大量施工中经常面临断层的处理问题。 在隧道掘进的过程中要进行超前地质预报，准确定位断层破碎带的位置，提前采取措施，解决或降低断层破碎段的不良影响。主要措施有: ⑴通过超前帷幕注浆固结岩体，并封堵地下水通道; ⑵施做超前小导管和超前大管棚等超前预支护措施，加固围岩; ⑶采用短进尺、短台阶的开挖方法，并预留变形量; ⑷增强初期支护的强度，并及时封闭成环; ⑸二次衬砌加强。 在施工技术上，我们需要注意几点要求： 1 超前小管棚施工 在破碎的松散的岩体中超前钻孔，打入小导管，这个小导管采用的是每根 4m的长度,一端加工成尖锥形，而另一端要设置4排孔眼，这有利于小导管将浆液推进和渗入破碎岩体。为了防止浆液从其它的孔眼中溢出来，注浆前要把那些孔眼都安装止浆塞，顺序是先从两侧拱脚向拱顶。而且注浆时要把孔眼之间相隔开，不可以连续的注浆，从而达到固结效果，又能控制注浆量。 2 隧道的开挖 隧道开挖技术是断层破碎带施工过程中必须注意的关键技术，洞口开挖可以选择机械施工，而对于洞身开挖可以选择简易自拼装台车钻眼，配以多段毫秒雷管，并在周边眼选择专用导爆管，以提高光面爆破效果。对于隧道出碴，可以选择装载机，配以自卸汽车，而二次衬砌混凝土浇筑选择12米长大模板台车，混凝土集中在混凝土拌和站拌制，由混凝土运输车专门运输，并泵送入模。另外，
某隧道断层破碎带施工技术 某隧道是朔黄铁路线上第四长大隧道，系双线隧道，全长3290m，我单位施工出口端47+61048+974段，长1364m.其中47+88048+040段通过Ⅱ类围岩断层破碎带，岩性主要为片岩、页岩、砂岩且夹薄层泥灰岩，节理、层理及裂隙发育，层面交错，风化极为严重，呈压碎状态，致使围岩自稳能力极差，成型困难。 针对上述情况，结合施工生产要素及施工生产能力，按照“管超前、严注浆、短开挖、不（弱）爆破、强支护、快封闭、勤测量、速反馈”的施工原则，在拱部超前小管棚注浆预固结围岩的保护下，采用三部台阶法进行施工。拱部预留核心土，周边采用风镐开挖，核心土及中槽运用200挖掘机开挖。 一、超前小管棚施工 1.1 工艺原理 在破碎松散岩体中超前钻孔，打入小导管并压注具有胶凝性质的浆液，浆液在注浆压力的作用下呈脉状快速渗入破碎松散岩体中，并将其中的空气、水分排出，使松散破碎体胶结、胶化，形成具有一定强度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体，从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性；使超前小管棚与固结体形成一个具有一定强度的壳体，在壳体的保护下进行开挖支护施工。 1.2 小管棚及注浆设计 采用4根的∮42小导管布设在拱部，外插角5°～7°，环向间距33，纵向环距2.5m，即每施作一排小导管，开挖支护2.5m；压注1：1水泥浆液，采用525#普通硅酸盐水泥，浆液中掺水泥用量3～5％的40‘水玻璃，以缩短浆液的胶化固结时间，控制浆液的扩散范围。 1.3 施工要点 1.3.1 小导管加工4m／根的∮42小钢管一端加工成尖锥形，距另一端100的位置开始至尖锥端之间按梅花型间距为20布设∮6的孔眼4排，以利于小导管推进和浆液渗入破碎岩体。 1.3.2 小导管安设 如岩体松软，采用28型风动凿岩机直接推送，如遇夹有坚硬岩石处，先用28型风动凿岩机钻眼成孔后再推进就位。
盾构隧道穿越破碎带地段专项施工方案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
盾构穿越断层破碎带段专项施工方案 1、编制说明 为了保证盾构安全穿越江中断层破碎带，确保盾构在穿越破碎带施工中做到防漏、防冒、防沉和防抱死，特编制本方案。本方案的思路为：通过盾构开挖面泥水压力的控制及渣土量的管理，加强同步注浆以实现盾构安全、快速通过断层破碎带。 2、工程概况 秋水站～中山西路站区间线路从秋水站出发过赣江中大道后向南下穿赣江，至江南岸堤处以小曲率半径（R-360右线、R-350左线）转向东，下穿南昌市水电局办公楼后接至本区间终点中山西路站。区间最小平面曲线R=。本区间主要在赣江下穿行，隧道埋深～21.50米。 盾构在里程ZK11+840～ZK11+890处为F5断层破碎带，埋深约米。 3、工程地质情况 该地段局部岩层裂隙发育、岩体破碎，对隧道洞身稳定具不利影响；且此类破碎段同时也是区内基岩裂隙溶蚀水的相对富水区段，其透水性较好；由地勘报告可知，破碎段有贯通性裂隙与上部第四系孔隙水含水层连通，并透过孔隙水含水层与赣江水体相连，形成相互补排关系。 断层破碎带位置， 里程ZK11+840～ 图1 盾构隧道在江中浅覆土段相对位置图
4、盾构下穿F5断层破碎带技术措施 、准备工作 （1）泥水盾构施工前，配制一定比重、粘度、足够量的泥水供盾构循环使用，在掘进前，在泥浆槽里要制备施工所需的浆液。 （2）对盾构机各系统（特别是液压推进系统、各泵站的叶轮泵壳）进行检查，确保盾构机的工作状态，同时对泥水处理系统、空压机、行吊、电瓶车、装载机、叉车等关系到盾构机掘进的机械设备加强检查，以减少因设备故障造成的盾构机停机时间，确保盾构安全、连续、快速的通过破碎带。 主要技术措施及要求 在泥水盾构掘进过程中可能会出现开挖面失稳、注浆效果不佳、防水效果差等事故。为保证施工安全，拟采用以下施工技术措施： 1、在施工前对隧道范围内地质报告图进行复核，查明断层对施工的影响； 2、盾构在进、出破碎带前盾构应采取提高刀盘转速、减小刀盘推力的方式进行掘进；盾构在断层带推进时，按照“安全、连续、快速”的施工原则，通过正确操作盾构机，即严格泥浆制作工序，适当调高泥浆的密度、粘性和浓度，确保泥浆在强透水性地层中的造墙性和稳定性，采用“D”模式操作盾构机，防止开挖面出现坍塌等事故； 3、在进入破碎带前和穿过破碎带后，进行二次补助双液浆，形成止水环，确保地下水不会进入以完隧道与地层间的缝隙，防止隧道上浮。 4、同步注浆中选择水硬性浆材作为注浆材料，同时及时注入双液浆进行补强注浆。 （1）泥水处理系统的管理及控制要求 ①比重 泥水的比重是一个主要控制指标。掘进中进泥比重不应过高或过低，前者将影响泥水的输送能力，后者将破坏开挖面的稳定。因
公路隧道断层破碎带溶洞处理施工技术 湖南金路工程咨询监理有限公司：邓如彪、谭娟【摘要】公路隧道处于断层破碎带并穿越溶洞时，因地质条件复杂、围岩稳定性差，使得施工的质量要求更高，安全管理难度更大，因此，在确定溶洞处理技术方案时，必须本着“确保安全，稳步推进”的原则。本文介绍龙潭隧道左线施工中的溶洞处理技术方案，该技术方案以“逐段揭露、稳步推进，超前管棚、格栅钢架协同作用”为主旨、“自稳塌体，填实塌腔，固结岩体”为步序，在安全顺利穿越溶洞的同时，加强超前支护保障后续工序施工。 关键词隧道断层破碎带溶洞处理技术 一、工程概况 龙潭隧道位于湖北省长阳县土家族自治县境内，是一座双线分离式公路隧道，左线起讫里程ZK65+516～ZK74+209，全长8693m，属特长公路隧道。中铁十四局集团公司承建龙潭隧道出口段，左线起讫里程ZK69+860～ZK74+209，全长4349m。隧道设计为三心圆曲墙式衬砌形式，建筑限界宽9.75m，净高5.0m。隧道正洞洞身最大开挖跨度12.55m,开挖高度10.76m。 隧道穿越地层呈单斜构造，次级断层，隧道区属于中等偏高地应力场区。地质勘探表明左洞有750延米，属岩溶与岩溶水发育段，围岩不完整，存在溶洞，且为链状，渗水量大。 二、溶洞情况介绍 龙潭隧道左线ZK72+790～ZK72+150段为岩溶区段内的F2断层破碎带，岩体破碎，且岩溶比较发育。 当施工至ZK72+150里程时遇到溶洞，溶腔位于掌子面右侧开挖底板向上2m左右，溶腔在开挖轮廓范围内，断面为2.0×3.0m，溶穴内充填物为黄粘土夹孤石，有滴落状渗水。根据溶腔轮廓情况看，溶腔范围逐渐扩大有向上部扩展的趋势。 施工至ZK72+756里程时，掌子面及拱顶发生塌方，塌方体为土石充填物，约50?左右，溶腔范围扩大至隧道掌子面右侧拱部开挖轮廓线以外2m左右，溶腔内的充填物中为黄粘土夹孤石；多处渗水形成滴落状。掌子面停止施工封闭后，对溶腔揭露部份进行了加固处理。 （见图1） 掘进至ZK72+753里程时，掌子面及拱顶再次发生大规模塌方，溶腔被全面揭露，塌方体仍为溶腔内的充填湿粘土夹孤石，溶腔右侧壁为灰岩，围岩节理裂隙发育，裂缝内充填湿泥层，有渗水，局部成股状水。岩体稳定性差，容易发生滑落的危险。（见图2）
124 总490/491/492期 2019年第04/05/06期（2月） 0 引言 断层破碎带地质是公路隧道工程施工中常见的技术难题之一，断层破碎带地质很容易导致岩石完整性下降、强度降低、风化程度增大、含水量增加，进而造成施工塌方、涌水突泥等破坏，给工程施工带来潜在安全隐患，正确应用公路隧道断层破碎带施工技术，是提升公路工程隧道施工质量及降低工程成本的保障[1]。隧道断层两盘各向滑动的同时，两侧的岩层因受到挤压而发生破碎，由此便形成长条状的破碎带，该破碎带的宽度主要受岩层性质、断层距离、断层类型等影响，根据岩层破碎程度不同，将断层破碎带分为角砾岩、断层泥和摩砾岩等形式。 1 断层破碎带对隧道工程的影响 公路工程隧道经过断层地段时，断层破碎带的性质、岩层破碎程度、含水量大小、断层的活动情况等都是影响隧道工程施工难度的主要因素。在施工方案、机械设备、施工人员水平等条件并无很大差异时，施工难度和工期长短与断层破碎带和隧道的关系有关，一般情况下，隧道轴线若与其垂直构造无限接近且断层宽度小、含水量低，则施工难度较小；相反，若隧道轴线与其水平构造接近，则隧道经过断层破碎带的长度将不断增大，同时测压力不断增加，为保证公路隧道工程的继续进行，必须加强隧道支护体系，工程量大大增加。 断层破碎带岩体的抗剪力和抗剪强度比其余岩体部位低，断层使地基岩体的强度和稳定性大大降低，压缩性能上升，隧道支护变形发生的可能性增大。断层破碎带岩体一旦发生破碎，上下盘岩性能将发生较大变化，随即出现隧道内外不均匀沉降，断层破碎带岩体彻底丧失完整性和原有的强度，透水性能增大，施工中必然发生塌方、涌水、突泥及其他的安全隐患，延误工期，增加施工成本。 为防止公路隧道断层破碎带对隧道施工的不利影响，必须加强预报，强化支护，分部开挖，充分掌握隧道掌子面可能的地质状况，合理确定初期柔性支护参数，针对高 压富水等可能发生断层破碎的施工地段应进行全断面和局部注浆，预防突水突泥和坍塌等事故的发生。 2 工程概况 某公路工程单洞两车道对向行驶的直线隧道全长248m ，隧道由国道320下方横穿而过，埋深仅为17.5m ，项目区气候条件恶劣，气温偏低，轴线设计标高位于地下水位线以下，结合地下水水量、性质和地形等，本隧道工程除采取“防、排、堵、截”的治水原则外，同时使用BW 型膨胀止水带、夹层防护层、弹簧排水管等盲沟，确保地下水处理至冻深线以下，保证衬砌表面无渗水，断层破碎带围岩结构稳定。此外，该隧道的设计充分应用了发挥周围岩层自身承载力的原理，对于软弱岩层采用超前小导管和水泥注浆结合钢格栅支护的施工技术，有效防止了坍塌等安全事故，保证了原国道320线和地方公路工程的顺利实施。 3 隧道断层破碎带施工技术应用 3.1 隧道断层破碎带施工方法 （1）超前地质预报与监控测量。对于公路隧道断层破碎带的重点预防区段应实施三级预报方法，即加强宏观测报（如补充性的区段地质调查、长距离TSP 为主短距离地质施测雷达为辅的预报等），强化准确性预报（如超前地质钻探、超深炮孔探测、远红外探测、地质雷达预测），完善超前物探验证预报。通过多渠道综合分析，提升预报的准确度、针对性和指导性，及时收集地质预报信息并加强处理，为施工方案的调整提供依据，降低预报成本。 超前地质预报的内容主要包括掌子面围岩岩性、风蚀变质情况、地层岩性、节理裂隙、地层结构、围岩等级及稳定性、含水量、岩压、地下水补给等[2]。通过对监控量测的加强，根据施工设计文件及相关规范对监控量测的有关要求进行公路隧道围岩及支护结构变形、位移、受力等情况的完整监测，同时提供及时、真实、可靠的监控量测信息，并据此进行施工期间围岩及支护结构强度与稳定性的 收稿日期：2018-11-03 作者简介：邵晓跃（1982—），男，河北张家口人，工程师，研究方向为隧道工程。 隧道断层破碎带施工技术应用 邵晓跃 （河北北方公路工程建设集团有限公司，河北 承德 067000） 摘要：对隧道工程断层破碎带对工程的影响进行分析，并以具体的公路工程隧道施工为例，对公路隧道断层破碎带施工技术的具体应用、施工策略、施工技术要点和注意事项等加以探讨，对类似隧道施工具有借鉴作用。关键词：隧道工程；断层破碎带；施工技术中图分类号：U455 文献标识码：A
隧道穿越断层破碎带施工技术 胡世所 （中铁十六局集团第三工程有限公司浙江湖州 313000） 摘要：结合广昆铁路秀宁隧道施工，详细介绍铁路隧道穿越断层破碎带施工技术，为今后类似工程施工提供参考作用。 关键词：铁路；隧道；断层破碎带；帷幕注浆；台阶七步开挖法；施工技术 1 概述 秀宁隧道位于成昆铁路广通至昆明段范围内，设计时速为200km/h的双线隧道，总长13187m，里程DK993＋173～DK1006＋360。隧道净宽11.5m（行车道8.8m）,净高8.15m，最大埋深约550m。隧道所处地质情况较差，超前及初期支护采用超前大（中）管棚、超前小导管、钢拱架、拱部采用中空注浆锚杆、边墙采用砂浆锚杆、喷射钢纤维混凝土等综合支护。衬砌结构采用复合式衬砌，Ⅵ、Ⅴ级采用钢筋混凝土衬砌，Ⅱ、Ⅲ级采用素混凝土衬砌。 秀宁隧道出口于2008年10月5日正式进洞，设计为Ⅴ级围岩。开挖方法采用双侧壁导坑法施工，施工揭示围岩为断层角砾板岩，局部富水，从施工情况看，实际地质情况比设计的地质情况要差得多，也复杂得多。出口隧址通过罗茨～易门大断裂，该断裂为一条规模巨大的区域性控制断层，断层深部为断面倾向东、断距约1km的正断层，而地表则为断层倾向西的逆冲断层。断层在测区范围内走向为北东向，炭质板岩夹砂岩，在断层带附近小折曲、揉皱极其发育，岩层扭曲、破碎，产状凌乱。沿断层有褐红色、灰褐色，钙质胶结的角砾岩发育，且分布较广，断层内为压碎岩，褐灰色、灰黄色、灰绿色等，系板岩、白云岩、砂岩等受挤压破碎而成，多呈角砾状或碎块状，呈稍密～中密状。在施工该断层时出现以下主要问题：（1）部分断层围岩压碎严重，扭曲，岩体呈角砾碎石夹土状镶嵌，断层内的角砾碎石夹土对水的敏感性极强，施工时发生突泥现象，涌出物呈断层泥状，灰黑色，出现局部拱顶地表塌陷；（2）初期支护施工虽采用了复合式结构，但由于地质太差，开挖时常会发生坍方；（3）初期支护严重变形并侵入二衬断面。 基于该围岩地质特性，采用常规的超前支护加固措施是难以做到对掌子面岩体以及开挖周边围岩的固结作用，故出现了已开挖段初支严重变形侵限甚至发生突泥现象。经方案比选，对于该断层破碎带施工采用全断面超前帷幕注浆方案和台阶七步开挖法，既安全、快速又经济，下面将这一施工技术作一详细介绍。 2 全断面超前帷幕注浆方案的设计及施工工艺 2.1帷幕注浆方案的设计 根据断层围岩地质特性，该隧道全断面帷幕注浆预加固见图1所示。通过全断面超前帷幕注浆，将对隧道开挖周边围岩及掌子面前方围岩进行预加固，以达到安全开挖、开挖后变形可控的目的。图1中，第一、二、三环孔是对隧道周壁地下水进行封堵；第四、五、六环孔及中心孔是对每循环注浆的最后5m岩体进行加固，以封堵正面水，并为下一循环注浆加固止浆岩盘。超前帷幕注浆加固
隧洞破碎带处理方案
一、工程概况 隧洞支洞全长1010m，坡度40%；隧道走向为南偏东30°；围岩岩性为奥陶系中统上马家沟组上段泥灰岩，节理发育，结构受构造影响破坏严重，围岩不稳定，存在层间水，围岩稳定性很差，开挖后需及时支护否则变形破坏严重，围岩工程地质分类为Ⅴ类。 二、破碎带情况说明 下游段围岩岩性为奥陶系中统下马家沟组上段泥灰岩，该段围岩岩性为黄灰色泥灰岩似土状结构，无节理，属软岩，无明显出水点，但掌子面泥灰岩湿润，掌子面上方有大小不一灰岩石块成堆积状，并有空腔，掌子面有风吹出，存在较大安全施工隐患。 三、处理方案 针对上述情况，结合施工生产要素及施工生产能力，按照“管
超前、严注浆、短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、勤测量、速反馈”的施工原则。 一、原材料要求 1、水泥：采用P.042.5水泥。 2、砂：使用中砂，为了保证喷射混凝土质量，降低施工粉尘，减少收缩，细度模数大于2.5，用5mm筛网过筛。 3、碎石：使用前用5mm-10mm筛网分别筛去石粉和超径骨料，保证级配和降低回弹。控制骨料颗粒小于15mm防止管路堵塞。 4、钢拱架：I14工字钢。 5、导管：φ42mm小导管，厚壁3.0mm。 6、水玻璃：水玻璃浓度采用30~45波美度。 对上原材进场检检，合格后方可使用。 二、技术参数 1、增强前期初期支护 先封闭掌子面上方空腔部，喷射混凝土(C20)喷满喷实，加设3榀钢拱架，初支与围岩之间的空隙进行回填注浆，加强此段初支强度。 2、超前支护 紧贴掌子面立一榀钢拱架，同时进行小导管注浆，超前导管规格：φ42mm小导管；小导管环向间距20cm，每根长5.0m，壁厚t=3mm，搭接长度为2.5m，每环共26根；倾角：外插角3°；设置范围：拱部133°范围内，先试做10环，待施工完根据现场情况在定。 （1）钻孔控制：施工时，采用凿岩机钻孔，钻头采用梅花形钻头，钻头直径应比导管直径大2cm，钻孔钻进要避免钻杆摆动，保证孔位顺直。施钻时，凿岩机必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动，提高施钻精度，钻机钻速宜低。
穿过断层隧道及破碎带，给隧道施工带来不同的困难，在施工中遇到断层及破碎带时，首先要查明断层的倾角，走向、破碎带的宽度，岩石破碎程度，地下水活动等有关条件，据以正确选择施工方法和制定施工措施，认真分析研究设计地质资料，并在掘进齐头左右两侧用钻孔台车或DK—100型钻机向前钻水平超前探孔，钻透断层破碎带，如断层破碎宽度大，破碎程度及裂隙充填物情况复杂，且有较多地下水时，可在隧道中线一侧或两侧开挖调查导坑，调查导坑穿过断层破碎带的中线与隧道中线平行，线间距不小于20m，调查导坑穿过断层破碎带后，再掘进在一段距离转入正洞，在处理断层破碎带同时，在前方开辟新工作面，加快施工进度。 1、施工方法 1.1断层宽度较小,岩体组成物为坚硬岩块且挤压紧密,围岩稳定性相对较好,隧道通过这样的断层,可不变施工方法,与前后段落的施工方法一致,避免频繁变更施工方法,影响施工进度,但过断层带要加强初期支护和适当的辅助施工措施渡过断层带。如超前锚杆与径向锚杆配合，加厚喷射砼，并增设钢筋网等措施。必要时可增设格栅架。 超前锚杆在拱部设置，锚杆直径Φ22m,长3.5m,环向间距40cm,外插角约为100,每2m设一环,保证环间搭接水平长度大于 1.0m,用早强砂浆作为超前锚杆杆体与岩层孔壁间的胶结物,以及早发挥超前支护作用,在超前支护下掘进。开挖后立即施作径向锚杆，挂钢筋网，喷射砼等初期支护。 1.2一般断层破碎带,采用径向锚杆、钢筋网、喷砼、格栅钢架等加强初期支护，并在拱部施作超前小导管周壁预注浆，对洞周岩体进行预加固和超前支护。在超前支护下，采用上半断面法或正台阶法开挖。在台阶上部施作超前小导管，上部开挖后及时施作拱部初喷砼，径向锚杆，挂钢筋网，格栅钢架。在作好拱部初期支护后方能开挖台阶下部。 超前小层管管径根据钻孔直径选择，一般选用φ42～50mm的直热轧钢管,长3.5m～5.0m,外插角10°～20°,管壁每隔10cm～20cm,交错钻眼,孔口150cm段不钻孔,眼孔直径6mm～8mm,采用水泥砂浆或水泥水玻璃浆液灌注,导管环向间距30mm～50mm,纵向两组导管间水平搭接长度不小于1.0m。 1.3断层出露于地表沟槽,具隧道为浅埋,可采用地面砂浆锚杆结合地面加固和排泄地表水及防止地表水下渗等措施。 地面锚杆垂直设置，锚杆间距 1.0m～1.5m按矩形或梅花形布置,锚杆直径Φ18mm～22mm,长度根据覆盖厚度确定,锚固范围根据地形和推测破裂面确定。 1.4管棚钢架超前支护半断面开挖；当断层宽度大,岩体极破碎时,可采用注浆管棚和钢架超前支护,管棚长度一般10m～40m,能一组管棚穿过断层破碎带,则采用一组管棚,但受地质和施工条件限制,断层宽度大,可分组设置,纵向两组管棚的搭接长度不小于3.0m。管棚用钢管直径80～150mm,一般多采用Φ108厚壁热扎无缝钢管,环向钢管中心间距为管径的2～3倍即30～40cm,钢架根据地质情况,可采用型钢或格棚,其间距0.8～1.0m一榀,在管棚支护下,采用上半断面先开挖,在作好上半断面的锚、网、喷、钢架等到初期支护后，才能开挖下部。 2、施工工艺 2.1超前锚杆: 拱部开挖轮廓线,根据设计位置和间距,测放出孔位,并用红(或白)油漆标在掘进齐头的岩石上按所标的孔位钻孔,孔位偏差小5cm,钻孔保持直线，外插角6°～10°,孔深误差±5cm清孔检孔并检查锚固药包锚固药包在清水中浸泡,浸泡时间根据产品确定确定,随泡随用,锚固药包浸泡后立即推入孔内,并用木棍送至孔底防止破裂插入杆体,当采用人工手持插入有困难时,可用锤击风动凿岩机送入。 2.2超前小导管周壁预注浆 2.3注浆管棚和钢架超前支护: