陈宝明
中国水利水电第四工程局有限公司 青海省 西宁市 810007
摘要：在铁路隧道施工中，经常遇到断层破裂带，容易引起涌水、坍塌等问题。因此，必须根据断层破裂带的实际情况，结合现场条件，制定有效措施，在保证安全的基础上，快速通过断层破裂带。
关键词：铁路隧道；断层破碎带；施工技术
1施工技术
1.1围岩预加固和止水技术
1.1.1超前预注浆
径向孔的开挖轮廓线的安排,根据一定的距离,30米深度,在50到120毫米直径孔钻套,停止泥浆墙建设,建立套管后,在钻井注入灌浆,灌浆扩散渗透到断裂带,通过不断凝结和围岩形成作为一个整体,然后与堵水效果上形成开挖和固体的表面,实现围岩的固结和止水等目标。该方法有效加固范围为整段及开挖等高线以外3.5m。当采用3m加固环时，注浆段长度为27m，当采用5m加固环时，注浆段长度为30m。孔的布置必须按照加固范围进行，并应布置在整个断面内，孔间距满足以下要求：a≤=R。其中，a为孔距（m）；R为浆液有效扩散半径（m），可通过现场试验确定，通常在2～4m范围内；在形成止浆墙后，其厚度必须与注浆压力相适应。例如，当采用3m加固圈时，厚度不能小于2m；当采用5m加固圈时，厚度不能小于3m；当注浆分段进行时，实际的注浆量根据式（1）确定：
.png)
式中:Q为实际注浆量；R为浆体的有效扩散半径；H为注浆段长度；N为地层孔隙度；A为孔隙填充率；为注浆后的损失率，通常为10% ~ 30%；灌浆材料主要为C-S浆，即水泥-水玻璃双浆。其中,水泥是通用硅水泥、标签不小于42.5,硅酸钠水玻璃股票流动性,出厂时,浓度范围内仍然是42 ~ 45是,体积质量是1.42 ~ 1.45的范围内,和模量在2.4 ~ 2.8的范围内。
1.1.2小导管注浆
当斜井和正洞需要从破碎带中通过时，可采用该方法固结周围岩层，然后进行开挖施工。完成注浆后，应在断面之外形成一个厚度约50cm的固结层。施工中Ⅳ级围岩、Ⅳ级围岩加强、Ⅴ级围岩段落拱部采用单层超前小导管注浆。小导管环向间距：Ⅴ级3根/m；Ⅳ级2根/m，交错布置。使用的小导管为4.5m长、直径42mm的钢管，将其中一个管端做成锥形，在与管口相距1m的位置钻设直径为6～8mm的孔作为注浆孔，注浆孔之间的距离按15cm控制，布置成梅花形，在开发轮廓线的外部按照10°与30°两个外插角进行交替钻孔，把小导管插进地层，当围岩很软时，需将小导管直接插到地层，其环向间距按40cm控制。在注浆时，将压力控制在0.5～1.0MPa范围内，并用锚固剂对导管和孔壁间存在的缝隙进行封堵，以防漏浆。注浆按由内到外和先无水后有水的顺序进行。
1.1.3斜井注浆
该隧道设计方案分别在DK164+200（正线左侧）、DK167+260（正线左侧）、DK169+600（正线左侧）、改DK171+850（正线右侧）、改DK173+900（正线左侧）附近设置长约884m、473m、645m、405m、370m的1号、2号、3号、4号、5号斜井，采用无轨运输。其中，2号斜井承担正洞3110m的施工，段落较长，采用双车道斜井，其余斜井均为单车道斜井。3号斜井位于隧道中部，设计为紧急疏散通道；2号、4号斜井作为隧道通风口，均按照永久工程设计。
在斜井施工过程中，采用综合预注浆方法封闭加固影响区，并按长度24m进行连续循环。另外，对其他断面现有的料流进行顶水灌浆，提前封闭破碎区。在开挖过程中，采用小管超前注浆，在开挖完成后进行径向注浆，通过注浆堵塞破断区水，从根本上减少或避免地下水渗漏。同时，由于斜井较早进入断层，正孔可以顺利穿过断层。
1.2钢筋网支护
隧道在DK168＋740—DK170+060、DK171＋650—改DK172+570、改DK172＋850—改DK173+420、改DK174＋150—改DK175+920隧道穿越侏罗系5-1上、5-1、6-1下和6-2中含煤地层，煤层质软性脆，较易破碎，经开挖后该段围岩出现明显的收敛变形现象，使初支采用的喷面出现裂缝。为安全起见，针对产生裂缝的部位采用挂设钢筋网片的方法进行处理。
本次使用的钢网为粗钢条，与喷射混凝土形成一体。它共同承担围岩所施加的应力，调整和限制围岩变形，解决喷淋面开裂问题。
在主支撑结构表面有裂缝的部分，先驱动加强螺栓，然后悬挂厚钢网，焊接螺栓和网。网孔的大小应由裂纹的程度决定。一般采用35cm×40cm的尺寸。为了充分发挥网格的作用，在网格的后面添加了更密集的网格。网格全部挂好后，喷一层强度等级为C25的混凝土，保证保护层厚度达到4cm以上。
对于不保留初始支护的围岩，先喷射一层厚度为4cm的普通混凝土，然后打入锚杆，挂钢网。网格是利用气枪的气腿靠近岩石面铺设的，以保证岩石面与网格充分接触，同时网格受力。
1.3变形监测
为掌握不同施工环节中隧道地层和支护结构实际情况及发生的变化，找出地层自身稳定性具有的规律，从而尽早预知险情与事故，为围岩及其支护措施综合判断提供可靠依据，选择最佳的二衬及仰拱施工时间，需要在隧道中和隧道外对围岩实施监控量测。
根据隧道拱顶实际下沉量变化历程，在开挖出断面以后，顶部开始下沉，前10d的平均下沉量为1.87mm/d；第10～20d的下沉速率为1.46mm/d，说明此时岩层处在不稳定变形状态，需要加强初支。之后伴随施工不断推进，隧道
围岩的沉降逐渐趋于稳定，变化率保持在0.5mm/d左右，伴随时间进一步推移，拱顶沉降于40mm时达到基本稳定。隧道存在水平收敛，但总量相对较小，前15d的变化率只有0.3mm/d，只有第6d较大，为1.9mm/d左右。在第15d以后开挖不断进行，变形逐渐趋于稳定状态，收敛量保持在6～7mm范围内，说明施工进展比较顺利。
结束语
综上所述，本工程对断层断裂带采用超前注浆、小管注浆和径向注浆，可有效防止涌水、突水的发生使堵水与加快施工速度有机结合，对维护生态平衡、保护资源环境起着重要作用。
参考文献
[1]杨奎，毛金龙，刘永恒.隧道断层破碎带围岩大变形的模糊层次综合评价[J].现代交通技术，2018（6）：40-43，55.
[2]王章琼，晏鄂川，王亚军.隧道穿越片岩断层破碎带塌方涌水机理及处治技术[J].施工技术，2018（24）：5-8.
[3]邹永祥.穿越富水F4断层铁路隧道变形监测与分析[J].安徽理工大学学报（自然科学版），2017（4）：48-53.
[4]付志华.特长铁路隧道软弱围岩破碎带试验段的现场试验[J].江西理工大学学报，2017（3）：20-29.
[5]刘赛.试析铁路隧道穿越富水断层破碎带施工技术要点[J].黑龙江科技信息，2017（15）：232-233.