1 工程概況
　　隧道穿越圍巖破碎、掉塊較嚴重、裂隙水發育的斷層破碎帶，選擇正確的的施工方法至關重要。在某高速公路大別山隧道出口段施工中，通過超前地質預報對圍巖進行預判，采用超前小導管配合水泥—水玻璃雙液注漿超前支護、臺階法開挖，結合架設I14 工字鋼架、掛網、噴錨等措施，順利通過斷層破碎帶，取得良好效果[1 ,2 ] 。大別山隧道為上下行分離的雙洞隧道，隧道呈東西向展布，長4901 m。屬特長隧道。隧道最大埋深482 m。
　　隧道區屬某嶺—大別山造山帶核部，地質構造十分復雜，經歷了多旋廻、多階段的發展演化，區域構造屬羅田褶皺束羅田穹隆。受白堊紀花崗巖的侵入影響，褶皺構造被破壞，僅在太古代大別群（ArD）中殘留有露頭尺度的層內褶皺、無根褶皺等。在白堊紀花崗巖巖體中破碎帶發育， 在樁號ZK21 + 960～ZK22 + 000 處通過鉆孔揭露出一條厚達20 m 左右的破碎帶，埋深約100 m～120 m ,巖芯呈碎塊狀，綠泥石化嚴重，裂隙面鐵質侵染相當明顯，巖芯浸水后手捏即碎。
　　2 施工方案
　　經過廣泛收集資料，聘請專家論證，結合工程實際情況，本著“管超前、預注漿、短開挖、強支護、勤量測、早封閉”的原則，決定采用TSP203 超前地質預報對圍巖進行預判，施工中超前小導管輔以水泥—水玻璃雙液注漿止水加固、正臺階法開挖、I14 鋼架配合錨噴支護的處理方案。施工方案包括圍巖預判、形成加固圈、正臺階法開挖、初期支護等。
　　2. 1 超前地質預報
　　雖然設計中通過鉆孔對圍巖情況進行了預判，可是實際施工圍巖較設計仍然有較大出入。按照“新奧法”設計原則，需對圍巖級別進行動態調整。因此，在施工掌子面至距離斷層破碎帶15 m 左右時應進行超前地質預報。根據建設單位、監測單位的預判結果，斷層破碎帶的圍巖等級判定為Ⅳ級圍巖，節理發育、巖體破碎、裂隙水較發育。
　　2. 2 形成加固圈
　　形成加固圈就是通過超前小導管配合水泥—水玻璃雙液注漿在拱部120°范圍的開挖輪廓線四周形成一定強度和厚度的水泥漿加固拱，以提高圍巖自承能力和穩定性。超前小導管Φ42 ,長4. 5 m ,沿隧道拱部120°范圍的開挖輪廓線布置，環向間距40cm ,向外傾斜10°～15°。考慮鋼架間距和搭接長度，按照3. 2 m 每環布置，預留搭接長度1. 3 m。注漿使用YZB - 120/ 7 型液壓雙液注漿泵，注水泥—水玻璃雙液漿。
　　2. 3 正臺階法開挖
　　開挖本著“短進尺、強支護”的原則，采用正臺階法開挖。上臺階開挖高度5. 7 m ,下臺階開挖高度2. 5 m ,左右交錯開挖，進尺結合鋼架間距控制在2m～2. 5 m。兩個臺階縱向距離基本保持在15 m～20 m ,以利于及早落底。開挖后，盡量減少圍巖暴露時間，迅速完成初期支護。
　　2. 4 進行初期支護施工
　　初期支護參數如下： （1） 初噴封閉掌子面（4 cm厚的C25 噴射混凝土） ,施作鋼拱架（ I14 工字鋼鋼拱架，縱向間距100 cm ,Φ22 縱向連接鋼筋，環向間距1 m） ,施工鎖腳錨桿（Φ22 砂漿錨桿，長3. 5 m ,向下傾斜45°，端部與鋼拱架兩側拱腳焊接） ; （2） 施工徑向系統錨桿（Φ25 帶排氣中空注漿錨桿，長4m ,環向間距1. 0 m ,縱向間距0. 8 m） ,噴射混凝土至設計厚度（C25 聚酯纖維混凝土，厚度28 cm） 。
　　3 施工要點
　　形成加固圈是本方案的施工要點，而超前小導管施工及水泥—水玻璃雙液注漿是形成加固圈的重點。施工中確保超前小導管和注漿的質量是施工方案成敗的關鍵。
　　3. 1 超前小導管施工
　　由于巖體為全～強風化片麻花崗巖，節理發育、基巖破碎、夾層多、成孔困難、容易卡鉆、坍孔，鉆孔操作比較困難。如何確保小導管的位置和角度滿足設計要求，是方案成敗的關鍵所在，超前小導管橫斷面布置見圖1 。小導管施工采用鉆孔打入法。按照封閉巖面→鉆孔→清孔→鋼花管制、安→注漿的施工順序施工。
　　圖1 超前小導管橫斷面布置圖
　　施工主要工序：
　　（1） 封閉巖面：為確保注漿效果，對開挖巖面采用厚度3 cm～5 cm 的C25 噴射混凝土封閉，作為止漿墻。在鋼花管安裝完畢后，用錨固劑對鋼管周圍進行封堵，確保在注漿過程中不漏漿。
　　（2） 鉆孔：鉆孔前先檢查氣腿式風槍狀況是否正常。鉆孔速度應保持勻速，特別是鉆頭遇到孤石、夾層時，應控制鉆進速度，避免發生夾鉆現象。鉆進過程中應經常用測斜儀測定其位置，根據鉆機鉆進現況及時判斷成孔質量，并及時處理鉆進過程中出現的事故。
　　（3） 清孔、驗孔：用高壓空氣從孔底向孔口清理鉆渣，用經緯儀、測斜儀等檢測孔深、傾角、外插角。
　　（4） 鋼花管安裝：在鋼管上按照15 cm 的間距、梅花型布置鉆注漿孔，并在尾部留置不小于1 m 的止漿段。鋼花管安裝采用直接插入法，必要時通過在尾部加墊板用風槍送入。小導管構造見圖2 。
　　圖2 超前小導管構造圖
　　3. 2 水泥—水玻璃雙液注漿施工
　　該段圍巖巖體破碎、裂隙發育、孔隙大、滲透性較好，為超前預注漿施工增加了難度。預防漿液流失和有效控制注漿量是注漿工作首要控制點，是能否形成穩固、安全可靠的加固圈的關鍵。注漿操作主要工序見圖3 。
　　（1） 注漿參數：水泥漿液水灰比為0. 8～1. 0 左右，水玻璃濃度30～35 波美度，水泥漿與水玻璃體積比1 ∶0. 3～1 ∶0. 8 ,注漿壓力0. 5 MPa～2. 0MPa 。
　　（2） 注漿順序：采取由低孔位向高孔位進行，即由拱腳至拱頂順序進行。
　　圖3 超前小導管施工工藝流程框
　　（3） 注漿準備工作：注漿前先檢查注漿管路，確保管路暢通、不阻塞、不跑漿，機械性能良好。確認各項準備工作完成后，做現場注漿試驗，確定合理的注漿參數，據以施工。
　　（4） 注漿施工：用YZB - 120/ 7 型液壓雙液注漿泵將漿液注入小導管內，注漿采用兩次間歇進行。首次注漿可適當減少水灰比，增加水玻璃摻量，注漿壓力控制在0. 5 MPa～ 1. 2 MPa ,當相鄰孔眼有漿液流出時即結束首次注漿。間歇3 h～5 h 后，進行第二次高壓注漿，注漿壓力1. 2 MPa～2. 0 MPa ,當進漿量小于20 L/ 10min 時可結束注漿工作。若注漿量超限仍未達到壓力要求，應調整漿液濃度繼續注漿，直至符合注漿質量標準，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙均被漿液充填，方可終止注漿。
　　（5） 注漿過程派專人值班，填寫《注漿記錄表》，記錄注漿時間、漿液消耗量及注漿壓力等數據，觀察壓力表值，監控連通裝置，避免因壓力猛增而發生異常情況。
　　3. 3 監控量測
　　因該段地處斷層破碎帶地段，施工中重點對拱頂下沉及周邊收斂進行監控。拱頂下沉、兩組周邊收斂點按正臺階法施工順序在施工中布置。在開挖完成后，迅速進行埋設，并進行初始讀數。通過對量測數據的分析處理，掌握地層穩定性變化規律，預見事故和險情，筆耕文化推薦期刊，作為調整和修正支護設計參數及施工方法的依據，提供圍巖和支護襯砌最終穩定的依據。
　　4 施工注意事項
　　（1） 鉆孔前，精確測定孔的平面位置、傾角、外插角，并對每個孔進行編號。鉆進過程中應運用測斜儀，進行鉆孔偏斜度測量，嚴格控制小導管打設方向，并作好每個鉆孔記錄。發現誤差超限要及時糾正，至終孔仍超限者應注漿封孔，待強度達到要求后，原位重鉆。
　　（2） 注漿過程中，要隨時注意泵壓及流量變化，若吸漿量很大或壓力突然下降，注漿壓力長時間上不去，應查明原因：如工作面漏漿，可采取封堵措施；如跑漿可通過調換漿液種類、調整漿液配合比、采用間歇注漿等措施，以達到注漿目的。 當注漿過程中發現有大的空洞等，可先注水泥砂漿或混凝土后進行注漿。
 

 

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