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[摘 要]本文结合青磁窑隧道的施工实际，简要介绍了青磁窑隧道施工中对断层破碎带的处理方案及施工方法，对其它相类似的工程提供了一定的参考价值。
[关键词]隧道 断层破碎带 处理 施工方案 方法
中图分类号：U455.49 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0178-01
1 工程概况
青磁窑隧道位于山西省浑源县青磁窑乡，左线起始桩号ZK82+230，终点桩号ZK83+045，全长815米；右线起始桩号K82+295，终点桩号K83+065，全长770米。隧道采用分离式断面，双洞双车道，净宽10.75m，净高5.0m。洞门形式采用端墙式，洞身段采用柔性支护体系结构的复合式初衬。
2 地质构造
2.1 F1断层
位于隧道ZK82+500～ZK83+000左侧30～50米，与路线基本平行，该断层不穿越隧道。在ZK82+960左50米处有明显断层露头，物探资料在ZK82+700横断面的240号点附近，深部等值线发生向下扭曲及低阻封闭等现象，推断为断层的反应。断层性质为正断层，断层产状190～220°∠65°，断距120～130米，破碎带宽度20～25米，上盘岩性为石炭系太原组砂岩、泥岩；下盘岩性为奥陶系下马家沟组灰岩。
2.2 F2断层
位于ZK82+232～ZK82+465右侧15～25米，与隧道地表交于ZK82+465处，呈隐伏状态，根据2#钻孔揭示，在地表至45米深度内为断层角砾，在ZK82+230右15米处有断层露头，断层性质为正断层，断层产状170～201°∠72°～74°，断距20～30米，破碎带宽度5～15米，上下盘岩性均为奥陶系下马家沟组灰岩夹泥灰岩。断层对隧道左线进口段围岩完整性影响较大。
3 断层破碎带处理方案
根据设计图纸青磁窑隧道左线地质纵断面图（图1）及隧道超前地质预报结果显示：青磁窑隧道左线进口段ZK82+310～ZK82+410，洞体埋深37.5至66.2m，围岩由奥陶系中统下马家沟组O2x灰岩、泥灰岩及断层角砾组成，强至中风化，属软岩至较软岩，受F2断层影响，岩体破碎，碎裂状结构，雨季有滴渗水现象。围岩质量指标：Kv=0.35，Rc=15MPa，BQ=210。
与会人员经过讨论，得出了详细的施工方案，对穿越断层破碎带的隧道结构采用以下的加固措施：拱部采用两排Φ42超前小导管支护，边墙采用单排Φ42超前小导管支护，仰拱采用花管注浆加固，施工采用单侧壁导坑法。
4 施工方法
4.1 总体施工工序
超前支护（超前小导管）→洞身开挖（单侧壁导坑法）→初期支护→仰拱施工→防排水施工→二次衬砌
4.2 断层破碎带超前支护
断层破碎带超前支护拱部采用两排Φ42超前小导管支护，一种布置形式为环向间距40cm，纵向间距400cm，小导管长度5.2米，钢管以15°外倾角打入围岩，另一种布置形式为环向间距40cm，纵向间距400cm，小导管长度5.54米，钢管以25°外倾角打入围岩；边墙采用单排Φ42超前小导管支护，环向间距40cm，纵向间距400cm，小导管长度5.2米，钢管以15°外倾角打入围岩。详见断层破碎带超前支护设计图（图2）。
4.3 超前小导管施工要点
①、钢管的型号、质量和规格等应符合设计和规范要求。
②、超前钢管与钢架支撑配合使用，超前钢管应从钢架腹部穿过，尾端与钢架焊接。
③、钢管插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。
④、小导管外径根据设计及钻孔直径选择，外径一般比钻孔直径小2cm，管壁按照设计要求交错钻眼。
⑤、超前小导管纵向两组间应有不小于1.03米搭接长度。
⑥、小导管施工外插角为15°和25°。
⑦、小导管插入钻孔后应外露一定长度，以便连接注浆管，同时采用浓度40°Be水玻璃拌52.5水泥的塑胶泥将导管周围孔壁封堵密实。
⑧、小导管注浆配合比应根据现场试验确定，水泥浆水灰比为1：1，水玻璃占水泥砂浆体积比5%，注浆压力为0.5～1.0MPa，注浆完成后4h后方能开挖，开挖时，保留1.5-2.0米的止浆墙，防止下一孔口跑浆。
⑨、注浆结束后，根据一定数量的钻孔检查或声波探测仪检查注浆效果，如未满足要求，应进行补注。
4.4 断层破碎带洞身开挖及初期支护
4.4.1 先行导坑超前支护
洞身开挖前，先用全站仪以坐标法定出中隔壁开挖轮廓线和超前小导管布置点，然后根据设计图纸给出的支护参数（Φ42超前小导管注浆，长度500cm，環向间距35cm，外插角10°，每环19根）进行超前小导管施工，具体施工方法同前述超前支护施工。
4.4.2 先行导坑锚喷支护、钢架支撑等，设置临时壁墙支撑
先行导坑开挖后，侧导坑外边墙先进行初期支护，支护参数（Ⅰ18钢拱架支撑，纵向间距80cm，喷C25混凝土25cm，钢筋网ф8，20×20cm）。侧导坑外边墙初期支护完成后，设置临时壁墙支撑，临时壁墙支护参数如。
4.4.3 侧壁导坑法施工要点
（1）左右部的台阶开挖高度根据地质情况及隧道断面大小而定，上台阶高度宜为2.5m；左、右两侧洞体施工纵向拉开间距不大于15m。台阶开挖长度3～5m，及时施作初期支护和中隔壁临时支护。
（2）各工作面每循环进尺为1榀拱架的距离。先行导坑开挖后，应及时施作中隔壁超前支护。
（3）后一侧开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。
（4）中隔壁设置为弧形临时支护，隧道左右开挖面初期支护连接平顺，确保钢架连接状态良好。
6 结论
在开挖过程中从未出现大面积塌方事故，确保了施工质量、安全、进度和经济。在隧道施工中必须做好地质超前预报，结合施工开挖的实际情况，按动态设计、动态施工的原则进行处理。
[关键词]隧道 断层破碎带 处理 施工方案 方法
中图分类号：U455.49 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0178-01
1 工程概况
青磁窑隧道位于山西省浑源县青磁窑乡，左线起始桩号ZK82+230，终点桩号ZK83+045，全长815米；右线起始桩号K82+295，终点桩号K83+065，全长770米。隧道采用分离式断面，双洞双车道，净宽10.75m，净高5.0m。洞门形式采用端墙式，洞身段采用柔性支护体系结构的复合式初衬。
2 地质构造
2.1 F1断层
位于隧道ZK82+500～ZK83+000左侧30～50米，与路线基本平行，该断层不穿越隧道。在ZK82+960左50米处有明显断层露头，物探资料在ZK82+700横断面的240号点附近，深部等值线发生向下扭曲及低阻封闭等现象，推断为断层的反应。断层性质为正断层，断层产状190～220°∠65°，断距120～130米，破碎带宽度20～25米，上盘岩性为石炭系太原组砂岩、泥岩；下盘岩性为奥陶系下马家沟组灰岩。
2.2 F2断层
位于ZK82+232～ZK82+465右侧15～25米，与隧道地表交于ZK82+465处，呈隐伏状态，根据2#钻孔揭示，在地表至45米深度内为断层角砾，在ZK82+230右15米处有断层露头，断层性质为正断层，断层产状170～201°∠72°～74°，断距20～30米，破碎带宽度5～15米，上下盘岩性均为奥陶系下马家沟组灰岩夹泥灰岩。断层对隧道左线进口段围岩完整性影响较大。
3 断层破碎带处理方案
根据设计图纸青磁窑隧道左线地质纵断面图（图1）及隧道超前地质预报结果显示：青磁窑隧道左线进口段ZK82+310～ZK82+410，洞体埋深37.5至66.2m，围岩由奥陶系中统下马家沟组O2x灰岩、泥灰岩及断层角砾组成，强至中风化，属软岩至较软岩，受F2断层影响，岩体破碎，碎裂状结构，雨季有滴渗水现象。围岩质量指标：Kv=0.35，Rc=15MPa，BQ=210。
与会人员经过讨论，得出了详细的施工方案，对穿越断层破碎带的隧道结构采用以下的加固措施：拱部采用两排Φ42超前小导管支护，边墙采用单排Φ42超前小导管支护，仰拱采用花管注浆加固，施工采用单侧壁导坑法。
4 施工方法
4.1 总体施工工序
超前支护（超前小导管）→洞身开挖（单侧壁导坑法）→初期支护→仰拱施工→防排水施工→二次衬砌
4.2 断层破碎带超前支护
断层破碎带超前支护拱部采用两排Φ42超前小导管支护，一种布置形式为环向间距40cm，纵向间距400cm，小导管长度5.2米，钢管以15°外倾角打入围岩，另一种布置形式为环向间距40cm，纵向间距400cm，小导管长度5.54米，钢管以25°外倾角打入围岩；边墙采用单排Φ42超前小导管支护，环向间距40cm，纵向间距400cm，小导管长度5.2米，钢管以15°外倾角打入围岩。详见断层破碎带超前支护设计图（图2）。
4.3 超前小导管施工要点
①、钢管的型号、质量和规格等应符合设计和规范要求。
②、超前钢管与钢架支撑配合使用，超前钢管应从钢架腹部穿过，尾端与钢架焊接。
③、钢管插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。
④、小导管外径根据设计及钻孔直径选择，外径一般比钻孔直径小2cm，管壁按照设计要求交错钻眼。
⑤、超前小导管纵向两组间应有不小于1.03米搭接长度。
⑥、小导管施工外插角为15°和25°。
⑦、小导管插入钻孔后应外露一定长度，以便连接注浆管，同时采用浓度40°Be水玻璃拌52.5水泥的塑胶泥将导管周围孔壁封堵密实。
⑧、小导管注浆配合比应根据现场试验确定，水泥浆水灰比为1：1，水玻璃占水泥砂浆体积比5%，注浆压力为0.5～1.0MPa，注浆完成后4h后方能开挖，开挖时，保留1.5-2.0米的止浆墙，防止下一孔口跑浆。
⑨、注浆结束后，根据一定数量的钻孔检查或声波探测仪检查注浆效果，如未满足要求，应进行补注。
4.4 断层破碎带洞身开挖及初期支护
4.4.1 先行导坑超前支护
洞身开挖前，先用全站仪以坐标法定出中隔壁开挖轮廓线和超前小导管布置点，然后根据设计图纸给出的支护参数（Φ42超前小导管注浆，长度500cm，環向间距35cm，外插角10°，每环19根）进行超前小导管施工，具体施工方法同前述超前支护施工。
4.4.2 先行导坑锚喷支护、钢架支撑等，设置临时壁墙支撑
先行导坑开挖后，侧导坑外边墙先进行初期支护，支护参数（Ⅰ18钢拱架支撑，纵向间距80cm，喷C25混凝土25cm，钢筋网ф8，20×20cm）。侧导坑外边墙初期支护完成后，设置临时壁墙支撑，临时壁墙支护参数如。
4.4.3 侧壁导坑法施工要点
（1）左右部的台阶开挖高度根据地质情况及隧道断面大小而定，上台阶高度宜为2.5m；左、右两侧洞体施工纵向拉开间距不大于15m。台阶开挖长度3～5m，及时施作初期支护和中隔壁临时支护。
（2）各工作面每循环进尺为1榀拱架的距离。先行导坑开挖后，应及时施作中隔壁超前支护。
（3）后一侧开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。
（4）中隔壁设置为弧形临时支护，隧道左右开挖面初期支护连接平顺，确保钢架连接状态良好。
6 结论
在开挖过程中从未出现大面积塌方事故，确保了施工质量、安全、进度和经济。在隧道施工中必须做好地质超前预报，结合施工开挖的实际情况，按动态设计、动态施工的原则进行处理。