分析高原隧道工程中穿越断层破碎带的施工技术

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本论文是一篇关于高原隧道工程中穿越断层破碎带的施工技术的优秀论文，希望岁各位读者有帮助。

摘要：本文首先阐述了高原地质条件对隧道工程施工的影响，进而分析了断层破碎带与隧道工程的关系，并在此基础上对高原隧道工程穿越断层破碎带的施工技术进行研究。期望通过本文的研究能够对提高隧道工程建设质量有所帮助。

关键词：高原隧道断层破碎带施工技术

1.高原地质条件对隧道工程施工的影响

高原地理环境对隧道工程的影响主要体现在以下几个方面：其一，对隧道使用功能的影响。当隧道穿越高原当中的富水层或是岩溶裂隙发育地段时，若是防排水措施不当，则会导致衬砌漏水，这样一来不但会对隧道内的通风、照明、监控等电气设备的使用造成影响，而且在寒冷的冬季，还会使隧洞内壁挂冰、路面结冰，运营条件会极度恶化，严重影响了隧道的使用功能;其二，会对隧道的衬砌结构造成影响。在高原地区的隧道工程中，若是围岩中的地下水未能及时排出，当冬季来临时，则会导致水体冻结，从而对隧道衬砌结构带来冻胀破坏，到夏季时冻结融化会使围岩形成浆融圈，这种现象多出现在隧道的洞口位置处，这会对隧道的结构造成严重破坏。所以在高原地区进行隧道工程建设时，必须对各种影响施工的因素进行综合分析，并采取有效的措施加以解决处理，以此来确保隧道工程的整体施工质量。

2.断层破碎带与隧道工程的关系

在对断层破碎带与隧道的关系进行研究前，首先应当对断层的基本类型加以明确，根据断层两盘相对位移的关系，大体上可将断层分为以下三种类型：其一，正断层。此类断层主要是指沿着断层岩石面的倾斜方向下盘相对上升，上盘下对下降的断层。这类断层的形成主要与张拉力和重力有关，其断层面的倾角相对比较陡峭，断层线以平直居多;其二，逆断层。此类断层具体是指下盘相对下降，上盘相对上升的断层，多数都是在地壳挤压作用下形成的，断层的两盘多数都处于闭合状态;其三，平移断层。此类断层则是指两盘沿着断层走向发生相对位移，断层面近乎于直立，倾角较陡，一般都是在地壳水平运动过程中，在受剪切力的作用下而形成的。

2 . 1断层破碎带

断层破碎带主要是因为断层两盘在相对滑动的过程中，使两侧的岩层遭受挤压作用而破碎，进而形成的长条状且方向一致的破碎带，它的宽度与岩石的性质、断层距离以及断层性质等因素有关。按照破碎带中岩石的破碎程度可将之分为角砾岩、断层泥、磨砾岩等几种类型。

2 . 2断层破碎带与隧道的关系

当隧道工程穿越断层地段时，隧道施工难度的大小一般取决于断层的性质、破碎带结构中岩石的破碎程度、含水性以及断层活动性等因素。当施工策略、机械设备等条件相差不大时，断层破碎带与隧道之间的关系直接影响施工难度和工期。通常情况下，当隧道的轴线无限接近于垂直构造的方向时，且断层规模较小、宽度不大、含水量较低时，施工难度较小;如果隧道的轴线与构造方向斜交或是平行时，隧道穿越破碎带的长度会随之增大，并且会伴随出现较为强大的侧压力，为了确保施工安全，此时必须对隧道支护体系进行加强，并及时进行封闭。

3.高原隧道工程穿越断层破碎带的施工技术

在高原隧道工程建设过程中，时常会遇到穿越断层破碎带的情况，为了确保隧道施工顺利进行，必须采取合理可行的施工技术，下面对此展开详细论述。

3 . 1施工策略

(1)超前地质预报。在隧道开挖穿越断层破碎带时，常常会出现坍塌、突水等理由，为了保证施工安全、有序进行，应当在隧道施工过程中，采用超前地质预报。该策略是确保隧道穿越断层破碎带施工安全的有效途径之一。应当对穿越断层破碎带的隧道进行地质调查，并按照隧道已有的勘察资料和隧洞内开挖作业面的地质描述，借助相关工具，对作业面前方的地质情况进行推测，同时，在隧道开挖的过程中依据超前地质预报的实际情况进行随时补充，借此来了解即将穿越的破碎带的位置、宽度等情况，制定有针对性的施工技术措施，确保施工顺利进行。

(2)加固圈。这里所指的加固圈就是利用超前小导管+水泥浆液在隧道拱部120度范围内的四周形成强度与厚度足够的加固拱，借此来提高围岩自身的承载能力和稳定性。

(3)正台阶法。这是隧道穿越破碎带时较为常用的一种开挖策略，在开挖过程中，要遵循短进尺、强支护的开挖原则，上下台阶的高度差应当合理，并采取左右交错的方式进行开挖。同时，要制约好两个台阶之间的纵向距离，这样有助于极早落底。此外，开挖之后，要尽可能减少围岩在外界环境中的暴露时间，及时进行初期支护。

(4)初期支护。常用符合设计要求的混凝土对隧道掌子面进行初喷封闭，随后采用工字钢制作钢拱架，并在纵向上用钢筋进行连接。

3 . 2施工技术要点

(1)导管布设。在施工中，确保小导管的布设位置与角度符合设计要求是比较重要的环节，其横断面布置的情况如图1所示。同时，可采取钻孔打入法对小导管进行施工。

(2)浆液施工。对于岩体破碎程度较为严重、裂隙较为发育、空隙较大的围岩而言，采用超前预注浆的策略进行施工存在一定的难度。在具体施工过程中，预防浆液大量流失、制约注浆液是关键环节，也是确保加固圈安全、稳定、可靠的有效途径。小导管注浆操作的施工工序如图2所示。

①注浆参数的合理确定。在工程没有特殊要求的前提下，小导管施工的水泥浆液水灰比可以确定为0.8-1.0左右，水玻璃的浓度为30-35左右，两者混合后的体积比为1：0.3-1：0.8，注浆压力最小不得低于0.5MPa，最大不得超过2.0MPa。

②注浆准备。在正式注浆前，应当先对注浆管路进行认真检查，借此来确保管路通畅、机械性能良好。当各项准备工作全部完毕之后，应进行现场注浆试验，从而确定最佳的注浆参数，并以此为依据进行施工。

分析高原隧道工程中穿越断层破碎带的施工技术