高速公路隧道穿越斷層破碎帶施工技術(shù)的質(zhì)控措施

李 平

(云南云路工程監(jiān)理咨詢有限公司，云南 昆明 650000)

在社會經(jīng)濟發(fā)展背景下，我國城市化進程日漸加快，對高速公路工程需求日益擴增。高速公路工程是重要的基礎(chǔ)設施建設，能夠為人們出行提供極大便利，是城市經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)。隧道通過斷層破碎帶地質(zhì)時施工較為復雜，隧道施工難度加大，施工風險系數(shù)增加。因此，要結(jié)合實地勘察，掌握精準數(shù)據(jù)，了解基本情況，從而選擇合適的施工方法，有效提升施工安全，保障施工質(zhì)量，控制施工成本，促進高速公路隧道施工順利進行。

1 高速公路隧道穿越斷層破碎帶施工的特點

隧道是決定高速公路運行效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，應加強對隧道施工的重視，尤其是在穿越斷層破碎帶時，會使得施工的難度及風險增大。需要結(jié)合斷裂破碎帶的地質(zhì)狀況、水文條件，計算隧道結(jié)構(gòu)的受力狀況，施工質(zhì)量會受到多種因素的影響，包括了支護時間、開挖形式、結(jié)構(gòu)剛度和承載力等。隧道施工也具有隱蔽性的特點，因此，給施工方案的編制帶來了難度，需要結(jié)合具體情況加以不斷調(diào)整和優(yōu)化，以消除施工中的風險隱患。針對施工中的問題，通常無法快速找到其原因，因此會對質(zhì)量、進度和安全等形成負面影響。

2 高速公路隧道穿越斷層破碎帶施工技術(shù)要點

2.1 做好施工組織規(guī)劃工作

施工之前，需要結(jié)合整體工程項目的需求，利用設計勘測相關(guān)數(shù)據(jù)為施工方案的制定提供依據(jù)。收集當?shù)厮母鞣矫娴馁Y料信息，掌握工程具體情況，制定科學的施工組織規(guī)劃方案，并邀請相關(guān)領(lǐng)域的專家進行論證，確保其可行性與科學性。并在此基礎(chǔ)上制定合適的施工方案，選擇專業(yè)的施工團隊，促進高速公路隧道穿越斷層破碎帶時施工掘進。對勘察數(shù)據(jù)進行嚴格校核，剔除其中不合理的數(shù)據(jù)信息，防止對施工組織規(guī)劃及決策造成干擾。明確隧道施工的具體工程量情況，以便結(jié)合當前人員情況和材料、設備情況等進行合理安排，保障各類資源得到高效化利用，降低穿越斷層破碎帶施工的難度。做好施工場地布置工作，既要滿足實際生產(chǎn)要求，又要為現(xiàn)場管理提供便利。全面檢查各類張拉設備和材料，做好大型機械設備的養(yǎng)護工作，確保其在施工中的良好性能狀況。

2.2 超前地質(zhì)預報

可以利用超前地質(zhì)預報，對隧道掌子面圍巖的實際情況進行預測，對節(jié)理發(fā)育情況、巖體破碎程度等情況進行精準掌握，并利用新奧法對圍巖等級實施改善與調(diào)整[1]。通過預報可以有效提升施工方案的可行性，強化整體施工針對性，還可以對巖土破碎因素進行分析，改變施工支護參數(shù)來保證圍巖強度，保證圍巖與砼有效結(jié)合，然后在施工過程中控制好仰拱和二襯與掌子面的安全步距，以便有效解決穿越隧道斷層破碎帶困難，保證了施工質(zhì)量和安全。在超前地質(zhì)預報工作當中，除了要發(fā)揮地質(zhì)預報的作用外，還應該結(jié)合超前鉆探的方式了解施工區(qū)域的真實情況，通常會借助于30m超前鉆探驗證預報的方式，分析圍巖穩(wěn)定性和強度狀況、水文條件及地質(zhì)狀況，防止支護參數(shù)計算時出現(xiàn)較大的偏差，同時能夠在此基礎(chǔ)上合理優(yōu)化施工工藝，滿足安全施工的要求。

2.3 完善加固圈施工技術(shù)

加固圈主要是利用超前小導管注漿，在拱部位置設置水泥漿加固拱，并確保其開挖前方的圍巖形成整體。通過加固圈可以有效提升圍巖受力性能，強化整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在具體施工中，要對超前小導管的相關(guān)參數(shù)進行科學設置，并結(jié)合鋼架、小導管的施作，對小導管搭接長度進行合理設置。選擇合適型號的注漿泵，采用合理的注漿配合比，讓漿液與圍巖凝固后形成帷幕，達到施工安全[2]。在設置水泥注漿加固拱時，應該對其厚度和強度等參數(shù)加以嚴格控制，防止圍巖的承載力受到威脅，做好超前小導管和水泥-水玻璃雙液注漿的方式，在拱部120°范圍內(nèi)開挖。在了解鋼架間距和搭接長度的基礎(chǔ)上，做好防護工作，避免在施工中產(chǎn)生嚴重破壞，預留搭接長度在1.3m左右。特別是要做好永久性設施的保護，防止對其造成損壞。

2.4 臺階法開挖

在具體開挖過程中，要嚴格按照“新奧法”的原則，進行規(guī)范性施工，上下臺階的開挖高度符合設計要求，特別是開挖的斷面要控制好，減少開挖，嚴禁欠挖，為保障整體支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，需要左右邊墻交錯開挖錯開距離不小于5m,在具體施工中，要按照鋼架的間距，對進尺長度進行合理設置。臺階之間的縱向距離要控制在合理范圍內(nèi)，以便盡早落底、加快仰拱成環(huán)。要對開挖面進行及時初期支護，控制好鎖腳小導管施作角度并注漿飽滿，確保初期支護的整體施工安全。通常情況下，下臺階和上臺階的高度分別為2.5m和5.7m，鋼架的間距值在2～2.5m左右，臺階縱向距離在15～20m左右。在完成開挖后，要對圍巖暴露的時間加以合理控制，為初期支護提供良好的條件。

2.5 強化支護施工技術(shù)

隧道的初期支護施工對整體工程安全穩(wěn)定具有直接影響。在開挖施工中，遵循“短進尺、弱爆破、強支護”的要求，對上下臺階開挖高度進行合理設置。初期支護過程中，要保障施工技術(shù)的規(guī)范性操作，選擇高技術(shù)水平人員進行操作。在具體的支護施工中，嚴格按照設計參數(shù)進行科學施作，如，鋼拱架、徑向系統(tǒng)錨桿等，必須確保參數(shù)符合設計要求[3]。I20工字鋼拱架在支護施工中的應用較多，做好鋼拱架結(jié)構(gòu)的嚴格檢測，確保其穩(wěn)定性達到施工要求。為了提高圍巖的穩(wěn)定性，可以采用混凝土噴射的方式加以處理，通常選擇C25混凝土，做好拱面的初期封閉工作。明確徑向系統(tǒng)錨桿的具體位置，確保錨桿長度在3m左右。完成鋼拱架的安裝并確保其具備良好的穩(wěn)定性，及時開展超前小導管施工，在封閉處理中采取混凝土噴射工藝，及時清理掌子面，保障良好的施工條件。

3 高速公路隧道穿越斷層破碎帶施工質(zhì)量控制措施

3.1 超前小導管施工質(zhì)量控制

采取超前鉆孔的方式，運用小導管注入特定的漿液，能夠發(fā)揮其膠凝性特點，從而對斷層破碎帶實施強化，使得松散的巖體得到固化，其中的水分和空氣也在漿液的作用下及時排出，在膠化作用下增強固結(jié)體的抗?jié)B性能和強度等，有助于使圍巖的整體性得到改善。在開挖支護施工中，可以有效降低外界因素的影響，保障施工的質(zhì)量及安全。在斷層破碎帶施工時，由于基巖較為破碎，難成孔，因此，要對小導管位置、角度進行合理規(guī)劃，為順利施工奠定基礎(chǔ)。在小導管封閉巖面施工時，要對注漿漿液進行科學配置，確保配比的合理性，利用特定型號的設備將噴砼噴到開挖巖面上，并對其進行封閉操作形成止?jié){墻。在噴射混凝土前，應該對混凝土質(zhì)量加以嚴格檢測，確保其配合比符合設計要求，防止混凝土出現(xiàn)質(zhì)量問題而影響整體施工效果。厚度在3～5cm左右。然后利用錨固劑對鋼管周邊縫隙進行灌注，增加其黏合性和牢固性，避免出現(xiàn)漏漿問題；鉆孔工序中，要對鉆孔設備性能進行檢測，確保其正常狀態(tài)，鉆孔速度要勻速，在對夾層等部位鉆進時要合理控制鉆進速度，防止出現(xiàn)夾鉆問題。在此環(huán)節(jié)中，要時刻利用測斜儀對鉆進位置和方向進行監(jiān)測，對成孔狀態(tài)和質(zhì)量進行科學預測，以便采取有效措施進行處理；清孔、驗孔環(huán)節(jié)，鉆孔完成后，需要利用高壓氣槍對孔底進行全面清理，避免存在雜質(zhì)、土渣，并利用經(jīng)緯儀和測斜儀等對孔洞參數(shù)進行檢測，如孔深、傾角、外插角等；鋼花管安裝工序，鋼花管壁呈現(xiàn)15cm的梅花形注漿孔，在鋼管尾部預留止?jié){段。利用直接插入對鋼化管進行安裝，可以利用風槍將其送入[4]。

3.2 水泥-水玻璃雙液注漿施工質(zhì)量控制

一般情況下，斷層破碎帶圍巖巖體空隙較大，自穩(wěn)性差，給整體施工安全帶來危險。因此，在進行施工前，需要做好漿液流失防治措施，避免漿液的浪費。在具體的注漿過程中，要按照短進尺原理推進作業(yè)。隧道開挖后，需要在第一時間進行初噴。然后對小導管漿液原材料的水灰比進行合理調(diào)配，一般情況下為1.0左右，水泥-水玻璃雙液漿的拌和體積比例為1∶0.5左右。同時對注漿壓力控制在合理范圍之內(nèi)。為了提升注漿效果，需要對水泥質(zhì)量進行嚴格把關(guān)，確保其滿足標準的物理力學指標，漿液的流動度、粘度等質(zhì)量要符合設計及規(guī)范要求。為了提升水泥-水玻璃雙液漿整體性能，需要適當添加活性添加劑。要對注漿管道的連接進行全面檢測，避免出現(xiàn)堵塞、跑漿等問題。并在現(xiàn)場開展注漿試驗，科學合理的設置注漿參數(shù)，為注漿施工提供依據(jù)；具體施工過程中，要選擇合適型號的注漿泵，把漿液輸送到小導管內(nèi)，為了提升注漿效果，可以分兩次或多次進行間歇性注漿[5]。第一次注漿時，可以結(jié)合實際需求降低水灰比，提升水玻璃占比，并對注漿壓力進行合理控制，如果較近的孔洞出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，中止注漿；靜置5h之后，進行第二次注漿，注漿壓力為2MPa，當注漿量低于2L/min時，中止注漿。在注漿過程中，要對砼內(nèi)外溫差進行合理控制，避免溫差過大引起裂縫問題。結(jié)合注漿過程中的動態(tài)變化，對漿液濃度進行適時調(diào)整，確保達到注漿壓力，提升整體注漿質(zhì)量。在此過程中，要對周邊環(huán)境進行實時監(jiān)測，如果注漿作業(yè)對環(huán)境影響較大，需要優(yōu)化施工方案并開展模擬實驗，獲得精準數(shù)據(jù)，保障施工方案的科學性和可行性。在施工前應該做好嚴格的注漿實驗，保障各項參數(shù)的合理性。溫度是影響混凝土施工質(zhì)量的主要因素，因此，應該做好溫度控制，采取有效的保溫或者降溫措施，將內(nèi)外溫差控制在允許范圍之內(nèi)。

3.3 監(jiān)控測量

在施工過程中，要注重對拱頂下沉、周邊收斂等環(huán)節(jié)實施全過程監(jiān)測，按照監(jiān)測數(shù)據(jù)合理的采取開挖進尺，隧道臺階法施工前必須參照監(jiān)測數(shù)據(jù)，對隧道圍巖的沉降數(shù)據(jù)，對圍巖周邊的收斂，參照這兩個監(jiān)測數(shù)據(jù)進行有序施工，合理的安排進度，當沉降數(shù)據(jù)加大下沉或周邊收斂加快，停止掌子面施工，盡快完成初期支護成環(huán)，施工仰拱和二襯混凝土。所以隧道開挖后24h之內(nèi)，在第一時間實施埋設作業(yè)，并初始讀數(shù)。后期結(jié)合監(jiān)測獲得的數(shù)據(jù)進行全面分析，以便對地層的動態(tài)變化進行及時了解，對潛在的安全風險進行科學預測，并有效分析危險程度，當監(jiān)測數(shù)據(jù)超出安全界線，停止掌子面施工，及時與監(jiān)理、設計方聯(lián)系，及時對隧道的支護參數(shù)進行調(diào)整，還可以對施工方法進行針對性改善，以便強化施工過程中圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，強化支護襯砌結(jié)構(gòu)的牢固性。

3.4 其他注意事項

在高速公路穿越斷層破碎帶施工中，應該建立完善的質(zhì)量保證體系，明確不同施工環(huán)節(jié)的重點和難點，以便在施工中加以針對性掌控。在鉆孔作業(yè)前，應該確定孔的傾角和外插角等，為了防止在施工中出現(xiàn)混亂狀況，應該做好明確的編號。鉆孔偏斜度是影響注漿質(zhì)量的主要因素，需要借助于測斜儀實施全程監(jiān)測。注漿施工是決定隧道穿越斷層破碎帶施工整體質(zhì)量的重點環(huán)節(jié)，因此，應該對注漿的流量和泵壓進行實時監(jiān)測，如果出現(xiàn)注漿壓力降低或者吸漿量突然增大的情況時，應該及時分析具體原因，以便采取有效的處理措施。當工作面中發(fā)生漏漿問題時，應該及時封堵；如果是跑漿問題導致的上述情況，則應該對配合比加以重新設計，同時運用間歇注漿的方式，以此改善注漿施工的質(zhì)量。如果存在空洞問題，則應該通過水泥漿來彌補。

4 結(jié) 語

綜上所述，由于斷層破碎帶圍巖較為脆弱、穩(wěn)定性不好，影響高速公路隧道的整體施工質(zhì)量和施工安全。因此，要結(jié)合具體情況對地質(zhì)條件信息進行收集分析，制定科學的施工技術(shù)，保障施工技術(shù)水平的有效提升，為整體高速公路工程的順利施工奠定基礎(chǔ)。