高速公路乌鞘岭隧道穿越F4断层破碎带涌水塌方工程对策研究
第32卷 增2
岩石力学与工程学报 V ol.32 Supp.2
Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
收稿日期：2012–04–05；修回日期：2012–06–23 基金项目：西部交通建设科技项目(200731800038)
作者简介：李生杰(1968–)，男，1991年毕业于中国矿业大学大学采矿工程专业，现为博士研究生，主要从事隧道科研及施工管理方面的研究工作。E-mail ：lishengjiehn@https://www.wendangku.net/doc/c85983143.html,
高速公路乌鞘岭隧道穿越F4断层破碎带
涌水塌方工程对策研究
李生杰1，
2，谢永利1，朱小明3
(1. 长安大学 公路学院，陕西 西安 710064；2. 甘肃路桥公路投资有限公司，甘肃 兰州 730030；
3. 甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司，甘肃 兰州 730030)
摘要：针对高速公路乌鞘岭隧道穿越F4断层破碎带发生的涌水塌方事故，结合地质情况和涌水塌方特征，采用地质勘察、现场实测、理论分析等研究方法，探讨乌鞘岭隧道涌水塌方机制及其导致的初期支护破坏的原因，分析其与断层破碎带围岩、地下水、地质构造之间的联系。本段涌水塌方属于断层破碎带引发的泥砾石型突涌灾害。在此基础上，研究涌水段和掌子面的支护设计及施工组织方案，提出相应的工程对策。现场监测结果显示，处治措施实施后，取得较为满意的效果，保证了复杂地质条件下隧道施工的安全。对类似条件下的隧道修建具有重要的指导作用和参考价值。
关键词：隧道工程；乌鞘岭隧道；断层破碎带；涌水；塌方
中图分类号：U 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2013)增2–3602–08
RESEARCH ON COUNTERMEASURE OF WATER GUSHING WITH COLLAPSE IN PROCESS OF WUSHAOLING HIGHWAY TUNNEL
CROSSING F4 FAULT FRACTURE ZONE
LI Shengjie 1，
2，XIE Yongli 1，ZHU Xiaoming 3
(1. School of Highway ，Chang ′an University ，Xi ′an ，Shaanxi 710064，China ；2. Gansu Luqiao Highway Investment Co .，
Ltd.，Lanzhou ，Gansu 730030，China ；3. Gansu Province Transportation Planning ，Survey and Design Institute
Co.，Ltd.，Lanzhou ，Gansu 730030，China )
Abstract ：The water gushing with collapse in process of Wushaoling highway tunnel crossing F4 fault fracture zone is introduced. Combining with geological conditions of F4 fault fracture zone and features of water gushing with collapse ，according to the methods of geological survey ，field measurement and theoretical analysis ，the mechanism of water gushing with collapse and the reasons of initial support failure caused by water gushing and collapse are investigated ，and the inner links of which with the surrounding rocks ，underground water and geologic structure are analyzed. The water crushing collapse is a kind of the gravel inrush hazard caused by the crushed belts of fault. The support design and construction organization scheme for segments with water gushing and tunnel face are researched ，and treatment measures are proposed. According to the measurement results ，it is shown that the treatment measures can achieve satisfying results and can ensure the safety of tunnel construction under complicated geological conditions. This research could play an important guiding role and provides a significant reference value for tunnel construction under similar conditions. Key words ：tunnelling engineering ；Wushaoling tunnel ；fault fracture zone ；water gushing ；collapse
第32卷增2 李生杰等：高速公路乌鞘岭隧道穿越F4断层破碎带涌水塌方工程对策研究? 3603 ?
1 引言
断层破碎带是长、大隧道建设过程中常见的不良地质现象之一，由于地质构造原因，断层破碎带内裂隙发育、岩体破碎，且断层破碎带往往是地下水蕴藏场所。在其中开挖隧道容易失稳，发生突涌水灾害，进而导致塌方事故，造成人员、设备损失，使工期延后，费用增加。因此，断层破碎带导致的突涌水、塌方等灾害，是隧道建设中的重点控制对象[1-2]。
目前，对于隧道突涌水、塌方事故，采取的工程对策主要有注浆加固围岩、钻设泄水孔等手段。薛翊国等[3-4]系统分析了注浆封堵围岩涌水的机制，并进行了工程现场试验。刘招伟等[5-6]的研究表明，注浆是封堵突涌水的有效手段。对地下水进行泄水，对支护剥落段采用临时支撑和反压回填，对掌子面进行注浆固结，并对后续施工工序进行优化[7-8]等手段也是常用的有效工程对策。
在突涌水及塌方产生机制研究方面，李忠[9]分析了水砂混合物突涌灾害的发生的主要控制因素，提出了6种常见的隧道水砂混合物突涌灾害事故类型，并建立了相关的工程地质模式；师本强和侯忠杰[10]分析了断层因工作面推进而活化突水的力学机制；崔芳等[11]以大华岭隧道突涌水为背景，运用地球化学和断裂力学有关理论，具体分析长、大隧道涌水的规模、位置、诱发因素以及地质条件；李术才等[12]进行了地下工程突涌水物理模拟试验系的研制，并进行了一定的应用；此外，丁尧等[13-14]采用数值模拟手段分析了塌方形成的机制。
公路隧道由于断面较大，其穿越断层破碎带时，围岩稳定性较难控制，尤其是发生断层突涌水及其导致的塌方，目前还没有统一的机制层面的认识。介绍针对实际工程发生的不良地质灾害及采用的相应工程对策，对于丰富、深入认识隧道围岩失稳及控制手段等方面具有重要意义。
本文针对连云港—霍尔果斯(连霍)高速公路(GZ45)乌鞘岭隧道穿越F4断层破碎带涌水、塌方事故及采取的工程对策进行介绍，并简单分析了相应的力学机制，以供同类工程参考。
2 工程概况
2.1 工程概况
连霍高速公路乌鞘岭隧道位于天祝县陈家沟沟口，出口位于兰泉村，隧道右线起讫桩号为YK2386+ 470～YK2391+375，全长4 905 m；左线起讫桩号为ZK2386+479.5～ZK2391+382，全长4 902.5 m；隧道最大埋深189 m，属深埋石质特长隧道。
隧址区揭露的地层从老到新依次为：奥陶系中统(主要岩性有变质砂岩、砂砾岩、和板岩)、三迭系南营儿组(主要为灰～灰绿色砂岩、粉砂岩夹碳质页岩及煤线)、第四系(主要为碎石土或碎石砂砾石土、新黄土)、岩浆岩(乌鞘岭蚀变安山玄武岩叠加较强的次生蚀变构造)。
隧道位于乌鞘岭断褶带，该断褶带呈宽度稳定的条带状展布，北界为龙沟河—官草沟脑逆断层，南界为乌鞘岭南缘断裂。断褶带内褶皱、断裂构造极其发育，明显可见雷公山复向斜、下干柴沟—新墩湾逆断层(F7)、上黄草川—红灌沟逆断层(F6)、天河湾逆断层(F5)、庙儿沟—达隆村北逆断层(F4)等。
隧址区属于祁连山东段水文地质区。隧址区地下水类型分为第四系松散空隙裂隙水和基岩裂隙水。前者赋存于隧道进出口第四系覆盖层、第四系砂卵砾石层，后者分布于岩石的构造裂隙和十分发育的表部网状风化裂隙。两者的补给来源都是大气降水。
2.2 涌水塌方段工程地质概况
隧道洞身在桩号YK2389+900～YK2390+100段穿过F4断层破碎带。F4断层纵断面示意图如图1所示，断层走向为85°～120°，倾向335°～30°，倾角55°～70°，断层破碎带宽150～500 m，组成物有压碎岩、角砾岩及糜棱岩和断层泥，泥钙质胶结较差，上盘奥陶系变质岩由北向南逆冲于下盘三迭系砂岩、砂砾岩及煤层之上，下盘影响带(蚀变带)宽150～200 m，上盘与北部天河湾逆断层(F5)构成宽约1 km的影响蚀变带。
图1 F4断层纵断面示意图
Fig.1 Schematic diagram of F4 fault longitudinal profile
设计预计隧道右线正常涌水量3 504.05 m3，最大涌水量5 034.59 m3。
SZK-WSLSD-07
107.3
46.9
64.6
69.2
71.2
95.2
102.6
107.3
al+pl
3
Q
3T
z
O
单位：m
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2.3 涌水塌方段原设计参数
采用SVI型衬砌(适用于挤压性断层破碎带VI 级围岩段)，设计采用R51L超前自进式管棚，长6 m、环向间距35 cm、斜插角8°～10°，每环37根，采用二次初期支护，一期初期支护采用全断面I20a型钢钢拱架支护，纵向间距50 cm，每榀钢拱架之间采用φ22 mm钢筋连接、环向间距1 m，每榀钢拱架两侧拱脚至拱腰部位布设8根3 m长的φ42 mm× 4 mm注浆锁脚锚管。喷射厚26 cm、强度等级为C25早强钢纤维混凝土(钢纤维掺量为40 kg/m3)，铺挂φ8 mm(15 cm×15 cm)钢筋网，拱部R32N自进式注浆锚杆(杆体抗拉力≥230 kN)，长4 m，边墙及拱墙段采用R32N自进式注浆锚杆，长6 m，间距为50 cm (纵)×100 cm(环)。
在拱顶、边墙及拱腰处设置位移监控、量测关键点，当拱顶沉降或者边墙收敛速率达到2～3 mm/d 时，及时施作二次初期支护，二次初期支护采用厚10 cm、强度等级C25早强混凝土，φ8 mm (15 cm× 15 cm)钢筋网；二次衬砌采用厚60 cm、强度等级为C30的钢筋混凝土结构。
3 隧道涌水塌方及初支变形情况
3.1 涌水塌方情况
乌鞘岭隧道采用三台阶工法施工，进入F4断层后，隧道变形较快、变形量较大，局部地段拱部沉降达50 cm。掌子面揭示围岩如图2所示。
图2 掌子面围岩情况
Fig.2 State of surrounding rock of tunnel face
该段地下水发育，初期支护已施作段渗漏水严重，呈股状、淋雨状，如图3所示。围岩极易垮塌，掌子面突发性流坍对作业人员人身安全造成极大隐患。
掌子面掘进至YK2390+046后，日涌水量保持在3 000 m3左右，2011年2月28日，施工至YK2390+ 030处，涌水量日渐增加，从3 000 m3逐渐增加到6 313 m3，如图4所示。
(a) 拱顶淋水
(b) 边墙出现股状涌水
图3 隧道初期支护段渗漏水情况Fig.3 Leakage water in initial support of tunnel
(a) 涌水量开始增大
(b) 通过纵向排水管的涌水
第32卷增2 李生杰等：高速公路乌鞘岭隧道穿越F4断层破碎带涌水塌方工程对策研究? 3605 ?
(c) 掌子面围岩被水浸泡后情况
图4 YK2390+046～YK2390+030段涌水情况
Fig.4 Water gushing in section of YK2390+046–
YK2390+030
2011年3月6日，掌子面施工至YK2390+021处，隧道右线上台阶正在进行喷射混凝土作业时，掌子面左拱腰一承压股状水突然涌出，涌水量猛增至7 991 m3，带动散碎围岩倾泻而下，掌子面围岩不断垮塌，形成突泥，塌腔向隧道掘进正前方逐步延伸扩大，被涌水冲垮塌落下来的碎石不断在掌子面累积，逐渐堵塞塌腔，涌水从碎石缝中不断地冲下，能听到轰隆隆的泥石流冲击的声音，无法确认塌腔体范围，根据现场塌落长度估算塌腔体积在400 m3以上，塌方情况如图5所示。
3.2 初支变形情况
由于塌方体为碎裂的石块，且地下水流速快、流量大，将靠近掌子面的两榀钢架之间的喷射混凝土砸裂，并被涌水裹挟碎石冲刷扩大，出现较大的
(a) 发生塌方
(b) 塌方处拱顶情况
(c) 塌方处岩块特写
(d) 坍渣中的涌水
图5 YK2390+021处塌方情况
Fig.5 Collapse in YK2390+021
孔洞，涌水沿着孔洞突出，在涌水冲击下，塌方体塑性流动，冲击拱腰处钢架结合部位，将钢架冲毁，如图6所示。
(a) 喷射混凝土被冲出孔洞
(b) 钢架损毁
图6 初期支护损毁
Fig.6 Damage of initial support
? 3606 ? 岩石力学与工程学报 2013年
此外，由于较长的时间内各类大小的涌水一直存在，导致初期支护背后的围岩被冲蚀，形成大小不同的空腔。拱脚岩体受地下水浸泡，岩体强度下降，地基承载力降低，导致初期支护下沉，喷射混凝土产生剥落。
4 涌水塌方机制分析
根据涌水塌方的成因、突涌物的成分、形成地区，本段涌水塌方属于断层破碎带引发的泥砾石型突涌灾害[9]，地质灾害主要受地质构造和蕴藏的地下水控制，且属于隐伏在破碎带中的静储量的地下水。
涌水灾害发生区段的岩体组成构成了突涌物赋存和运移空间的物质条件。乌鞘岭隧道F4断层的组成物主要为压碎岩、角砾岩及糜棱岩和断层泥，且为泥钙质胶结，胶结程度差。从塌渣(见图5，6)可以看出，构成突涌混合物的碎屑组成主要有砾石、砂、泥3类，根据水流浑浊程度及掌子面围岩情况，涌水塌方段泥砂含量变化较大，且F4断层在隧道纵断面位置上处于低洼处，判断突涌混合物组成分为外源性和原地性2种：(1) 外源性，主要为先期岩石的风化及机械破碎产物，岩体呈松散堆积物态，具有一定磨圆性，由运动介质地下水通过各种途径搬运至低洼处沉积，在隐伏构造中赋存，且状态不稳定，此类混合物泥砂含量大，砾石含量小，呈发育的斜层理状。(2) 原地性，主要是原地岩石产物，主要由地质构造产生的裂隙切割产生，岩石机械破碎，无明显被搬运痕迹，少数为地下水在较短距离内搬运于低洼处沉积，磨圆性不强，保持破碎时外形，在隐伏构造中赋存，状态不稳定，此类混合物泥砂含量小，砾石含量大，且大小混杂，层理状不明显，较大尺寸的砾石表面有构造擦痕。
断层破碎带地区的多条断裂形成管道或者层状裂隙带，地下水可以沿着断层破碎带形成的构造空间流动，构成突涌灾害的构造条件。
富水断层破碎带在隧道开挖情况下活化，发生涌水塌方事故，这是一个复杂的力学问题。与隧道掌子面核心土、顶底板、断层、地下水渗流和开挖卸荷作用密切相关，为简化起见，双向受压概化模型如图7所示。
图7中，断层倾角为α，断层受到主压应力为1σ，
最小压应力为3σ，断层充填物黏聚力与内摩擦角分别为f c 和f ?，断层面上的应力可以表示为
图7 断层活化涌水概化模型
Fig.7 General model of water gushing induced by fault
activation
13130.5[()()cos(2)]σσσσσα=++? (1)
130.5()sin(2)τ
σσα? (2) 断层面发生活化涌水的准则[10]为
f f 3f
1active 3f f
2cos 2sin []sin(2)sin c ?σ?σσα??+=
+?? (3)
在隧道开挖前或者开挖掌子面还未到达影响区，称之为“正常掌子面”。此时，涌水段的松散破碎岩体有一定的饱水度，地下水基本上处于静水状态，在荷载作用下排水存在一定困难，产生孔隙水压力，岩体中压碎岩、角砾石等骨架所承受的压力相应减小，使岩体强度降低。根据Mohr-Coulomb 强度准则，受孔隙水压力影响的岩体剪切强度[11]为
f f w f f tan ()tan c p c τσ?σ?′=
+?+ (4) 式中：σ′为有效应力，w p 为孔隙水压力。
隧道在该段埋藏较深，处于含水层下方，且该处为低洼处，导致此段岩体水头低于周围岩体，隧道开挖至该段之前的一定距离时，地下水沿着断裂带下渗，形成脉状含水层，孔隙水压力上升，导致岩体剪切强度不断下降。
另一方面，压碎岩、角砾石之间的泥钙质胶结以及断层泥的相当一部分矿物成分溶于水，发生水化学反应，导致原岩体结构遭到破坏，即f c 与f ?降低，进一步导致岩体强度下降。此外，糜棱岩矿物也与水发生化学反应，尤其是长时间的反应生成结晶物，使原岩结构遭到损伤。
隧道开挖至涌水段时，由于开挖卸荷，围岩产生破裂区，地下水的流向发生改变，地下水由静态逐渐转为动态，冲刷裂隙、空隙，表现为已开挖段的淋水、股状涌水(见图3)。地下水向已开挖空间不断汇流，而破碎带岩体松散，空隙率大，岩块之间的泥钙质胶结可溶于水的物质较多，逐渐被地下水带走，使得岩块之间的空隙逐渐扩大，相互连通，逐渐被水掏成大小不等的空腔。且随着水量聚积而不断扩大，形成突涌混合物储存空间，并不断向掌
第32卷 增2 李生杰等：高速公路乌鞘岭隧道穿越F4断层破碎带涌水塌方工程对策研究 ? 3607 ?
子面扩展，地下水运动、搬移压碎岩、角砾石，也形成一定的冲击力。
当隧道开挖至断层附近时，由于开挖卸荷，若掌子面得不到及时支撑、施工工法不当以及水的浸泡导致核心土松散得不到足够支撑力，此时3σ很小，接近于0，且如前文所述，地下水静力侵蚀和开挖后的动力冲蚀导致的f c 与f ?降低，均导致活化应力强度1active []σ下降。
当掌子面支撑力(由注浆岩体强度、喷射混凝土支撑、核心土支撑构成)不足以抵抗突涌混合物的重力及侵蚀力、冲击力时，便发生涌水突泥、塌方灾害。
5 工程对策及效果
5.1 封闭掌子面
在上台阶塌方体上施作自进式锚杆，铺挂钢筋网片，喷射强度等级为C25的早强混凝土及时封闭围岩面，在上台阶塌方体外形成密闭式止浆墙。在上台阶两侧拱脚每侧各预埋2根长30 m ，φ116 mm 的HDPE 排水管，将水集中引排至两侧边沟排出洞外。根据现场情况，码砌2～3层砂袋，其高度1.0～1.5 m ，厚50 cm ，以防高压注浆时掌子面坍塌。 5.2 掌子面打设泄水孔
在拱部、拱腰及核心土处，共施作3处长30 m 、
φ130 mm 的超前水平钻孔，降低拱部地下水位，并
探明前方地质情况和地下水情况。超前水平钻孔内埋设φ116 mm 的HDPE 全周打孔波纹管，以防塌孔，孔口接长，将裂隙水引至两侧边沟排出。初期支护施作完成段，在中台阶拱脚处按纵向3 m 间距施作长6 m 径向泄水孔，以缓解拱脚处外水压力，防止拱脚围岩过度软化导致次生的支护结构沉降，同时缓解塌腔处拱部外渗透水压。 5.3 塌方体注浆固结
沿上台阶塌方坡体横向间距30 cm 、竖向间距20 cm 打设3排注浆小导管，每排12根，注浆小导管为长7.0 m ，φ42 mm 注浆花管，间距30 cm×30 cm 梅花形布置出浆孔，孔径1 cm ，靠近注浆管1 m 不予钻孔。
5.4 泵送混凝土回填塌腔
在掌子面塌腔右侧用潜孔钻机钻孔，确定塌腔深度和高度，施作纵向、横向或斜向的φ89 mm 管
棚，在初期支护外缘形成棚架支撑，深入前方掌子
面围岩3 m 以上，在此基础上利用埋设混凝土输送管、注浆管和排气管，泵送强度等级为C30的混凝土，初始塌落度控制在200～220，对塌腔体进行回填并固结塌腔的松散体，当塌方体上有水泥浆流出时，改泵送塌落度为140～160的混凝土对塌腔体进行回填，当排气孔开始外流混凝土时，停止泵送混凝土作业。
及时完成初期支护封闭成环作业，初期支护落底封闭成环后，在施作二衬前通过预埋的注浆管实施高压注浆，确保衬砌背后空洞充填密实。 5.5 优化后续施作方案
(1) 采用留核心土的微台阶法(三台阶)开挖 长留、多留核心土，以增强掌子面的稳定性。施作拱架时，在弧形拱架外侧和底脚立设多组竖向和横向支撑，使其形成一个稳定的临时“弧形封闭支撑区域”，加强拱架在竖向和横向的受力稳定性。
(2) 严格控制步长
掌子面与仰拱封闭成环段距离控制在合理范围内，二衬要紧跟仰拱封闭成环段施作，掌子面与仰拱距离控制在25～30 m ，掌子面与二衬控制在60 m 以内。
(3) 加强注浆加固作业和洞内防排水工作 对超前管棚、径向锚杆、锁脚锚管及同步施工的径向小导管进行注浆作业。做好注浆止水工作，注浆要及时、合理，将水堵截在初支以外，以防渗漏。
防排水工作灵活运用“防排堵截”，重点采用“下排上堵”的方法。打设超前锚杆，以进行超前探测和排水，便于开挖施工作业。喷射混凝土背后加设盲管及其他透水材料，以配合泄水、排水。
此外，加强监控量测，并建立健全安全预警机制。
5.6 工程对策取得的效果
随着涌水塌方事故的处理，逐步度过了塌方段，但日涌水量一直到3月14日仍保持在6 500 m 3以上，并一直伴随有拱部垮塌、涌泥、边墙垮塌、拱脚溜塌等现象。经历一个月的持续排水，随着掌子面掘进的深入，涌水量逐渐减小。4月14日，掌子面掘进至YK2389+981处，日涌水量下降到3 000 m 3以下。5月4日掌子面掘进至YK2389+934处，日涌水量下降到1 500 m 3以下。5月14日掌子面掘进至YK2389+920处，掌子面围岩略有潮湿无出水，5月29日掌子面掘进通过F4断层破碎带。
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图8，9分别为涌水塌方段的涌水量、隧道变形监测数据。从图中可以看出，随着工程对策的实施，日涌水量逐渐降低至0，隧道变形趋于稳定，说明采取的工程对策是有效的。
图8 2011年2月13日～5月30日涌水量变化情况 Fig.8 Water gushing from 13rd February to 30th May in 2011
(a) 3月1日～3月30日拱顶下沉情况
(b) 3月1日～3月30日上导水平收敛情况
(c) 4月6日～5月5日下导水平收敛情况
图9 YK2390+026处隧道变形监测数据(2011年) Fig.9 Deformation monitoring data of tunnel in YK2390+026 (in 2011)
5.7 经验及教训
乌鞘岭山区地质情况特别复杂[2]，且由于隧道勘察技术手段、资金限制等原因，导致隧道工程难以精确预测所有地质灾害现象，这也是目前地下工程面临的共性问题之一。在勘察设计阶段，虽然基本上对岩性、断层破碎带进行了较为准确地推断，预计隧道最大涌水量为5 034.59 m 3，且原设计采取了相应的针对性支护手段，但是面对复杂多变的地质情况，加之施工过程中一直未有效阻止涌水、施工工法局限等原因，最终导致围岩在伴随着涌水逐
渐增大过程中最终失稳，造成较大的损失。因此，在勘察预测阶段必须按照最不利情况进行推断，在施工过程中必须意识到危险严峻性，及时采取有效措施。
6 结 论
本文针对连霍高速公路(GZ45)乌鞘岭隧道穿越F4断层破碎带发生的涌水塌方事故，介绍了涌水塌方情况，并采取了相应的工程对策，取得以下几点
结论：
(1) F4断层破碎带主要组成物为压碎岩、角砾岩及糜棱岩和断层泥，岩体为泥钙质胶结，胶结程度差。
(2) 乌鞘岭隧道穿越F4断层破碎带发生的涌水突泥塌方属于断层破碎带引发的泥砾石型突涌灾害，破碎带岩体在隧道开挖前受地下水静力侵蚀、孔隙水压力等因素影响，岩体强度下降。在隧道开挖后受到开挖卸荷、地下水动力冲蚀、突涌混合物冲击等因素影响，导致涌水突泥，进而发生塌方事故。
(3) 针对突涌塌方情况，采取了封闭掌子面、打设泄水孔、对塌方体注浆固结、对塌腔泵送混凝土回填、加强隧道围岩注浆、优化施工工法等工程对策，并取得了有效的效果。
本文对于断层破碎带涌水塌方机制的分析仅做了初步的探讨，更加深入、成熟的研究有待进一步开展。但本文的研究成果对复杂地质条件下隧道穿越断层破碎带发生涌水塌方事故的处理具有一定的参考价值。
致谢 本文得到了中铁十七局集团公司永登(徐家磨)—古浪高速YG6合同段项目部的大力支持，在
时间/d
涌水量/(103 m 3·d －
1)
总收敛量/m m 1
1 2 3 4 5 6 收敛速率/(m m ·d －
1) 时间/d 总收敛量/m m
2
4 6 8 收敛速率/(m m ·d －
1)
时间
/d
第32卷增2 李生杰等：高速公路乌鞘岭隧道穿越F4断层破碎带涌水塌方工程对策研究? 3609 ?
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高速公路乌鞘岭隧道穿越F4断层破碎带涌水塌方工程对策研究
作者：李生杰， 谢永利， 朱小明， LI Shengjie， XIE Yongli， ZHU Xiaoming
作者单位：李生杰,LI Shengjie(长安大学 公路学院，陕西 西安 710064; 甘肃路桥公路投资有限公司，甘肃 兰州730030)， 谢永利,XIE Yongli(长安大学 公路学院,陕西 西安,710064)， 朱小明,ZHU Xiaoming(甘肃省交
通规划勘察设计院有限责任公司,甘肃 兰州,730030)
刊名：
岩石力学与工程学报
英文刊名：Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
年，卷(期)：2013(z2)
本文链接：https://www.wendangku.net/doc/c85983143.html,/Periodical_yslxygcxb2013z2077.aspx
断层及破碎隧道
断层及破碎隧道 穿过断层隧道及破碎带，给隧道施工带来不同的困难，在施工中遇到断层及破碎带时，首先要查明断层的倾角，走向、破碎带的宽度，岩石破碎程度，地下水活动等有关条件，据以正确选择施工方法和制定施工措施，认真分析研究设计地质资料，并在掘进齐头左右两侧用钻孔台车或DK—100型钻机向前钻水平超前探孔，钻透断层破碎带，如断层破碎宽度大，破碎程度及裂隙充填物情况复杂，且有较多地下水时，可在隧道中线一侧或两侧开挖调查导坑，调查导坑穿过断层破碎带的中线与隧道中线平行，线间距不小于20m，调查导坑穿过断层破碎带后，再掘进在一段距离转入正洞，在处理断层破碎带同时，在前方开辟新工作面，加快施工进度。 1、施工方法 1.1断层宽度较小,岩体组成物为坚硬岩块且挤压紧密,围岩稳定性相对较好,隧道通过这样的断层,可不变施工方法,与前后段落的施工方法一致,避免频繁变更施工方法,影响施工进度,但过断层带要加强初期支护和适当的辅助施工措施渡过断层带。如超前锚杆与径向锚杆配合，加厚喷射砼，并增设钢筋网等措施。必要时可增设格栅架。 超前锚杆在拱部设置，锚杆直径Φ22m,长3.5m,环向间距40cm,外插角约为100,每2m设一环,保证环间搭接水平长度大于1.0m,用早强砂浆作为超前锚杆杆体与岩层孔壁间的胶结物,以及早发挥超前支护作用,在超前支护下掘进。开挖后立即施作径向锚杆，挂钢筋网，喷射砼等初期支护。 1.2一般断层破碎带,采用径向锚杆、钢筋网、喷砼、格栅钢架等加强初期支护，并在拱部施作超前小导管周壁预注浆，对洞周岩体进行预加固和超前支护。在超前支护下，采用上半断面法或正台阶法开挖。在台阶上部施作超前小导管，上部开挖后及时施作拱部初喷砼，径向锚杆，挂钢筋网，格栅钢架。在作好拱部初期支护后方能开挖台阶下部。 超前小层管管径根据钻孔直径选择，一般选用φ42～50mm的直热轧钢管,长3.5m～5.0m,外插角10°～20°,管壁每隔10cm～20cm,交错钻眼,孔口150cm段不钻孔,眼孔直径6mm～8mm,采用水泥砂浆或水泥水玻璃浆液灌注,导管环向间距30mm～50mm,纵向两组导管间水平搭接长度不小于1.0m。 1.3断层出露于地表沟槽,具隧道为浅埋,可采用地面砂浆锚杆结合地面加固和排泄地表水及防止地表水下渗等措施。 地面锚杆垂直设置，锚杆间距1.0m～1.5m按矩形或梅花形布置,锚杆直径Φ18mm～22mm,长度根据覆盖厚度确定,锚固范围根据地形和推测破裂面确定。 1.4管棚钢架超前支护半断面开挖；当断层宽度大,岩体极破碎时,可采用注浆管棚和钢架超前支护,管棚长度一般10m～40m,能一组管棚穿过断层破碎带,则采用一组管棚,但受地质和施工条件限制,断层宽度大,可分组设置,纵向两组管棚的搭接长度不小于3.0m。管棚用钢管直径80～150mm,一般多采用Φ108厚壁热扎无缝钢管,环向钢管中心间距为管径的2～3倍即30～40cm,钢架根据地质情况,可采用型钢或格棚,其间距0.8～1.0m一榀,在管棚支护下,采用上半断面先开挖,在作好上半断面的锚、网、喷、钢架等到初期支护后，才能开挖下部。 2、施工工艺 2.1超前锚杆: 拱部开挖轮廓线,根据设计位置和间距,测放出孔位,并用红(或白)油漆标在掘进齐头的
断层破碎带专项施工方案
(此文档为Word格式，下载后可以任意编辑修改！）（文件备案编号：） 施工方案 工程名称： 编制单位： 编制人： 审核人： 批准人： 编制日期：年月日
断层破碎带专项施工方案 一、编制依据 ⒈隧道工程地质勘察报告。 ⒉铁道部《铁路隧道施工规范》（TB10204—2002）。 ⒊铁道部《铁路隧道设计规范》10003—2005。 ⒋朔州至准格尔线六狼山隧道设计图、施工图。 ⒌六狼山ZSKZ-1标段施工组织设计 二、工程概况 准朔铁路六狼山特长隧道全长15175m，单线隧道，进口里程为改DK20+575，出口里程为改DK35+750。进口至改DK35+450以14％的坡度上坡，改DK35+450至出口以9％的坡度上坡。翼墙式洞门,隧道最大埋深为443m。 为开辟施工工作面，加快施工进度，隧道设5座斜井，斜井共长4650.8m，其中1#斜井长557.1m、3#斜井1116.67m、4#斜井1396.11m、5#斜井1068.86m、6#斜井512.56m。1#斜井为双车道斜井，其余斜井为单车道斜井。1#、4#斜井在施工完毕后改做紧急出口，用于隧道发生灾难是的逃生疏散通道。3#、5#、6#斜井在正洞施工完毕后，整理好斜井内排水系统后封堵。 隧道正洞Ⅱ及围岩占22.1％、Ⅲ级围岩占29.1％、Ⅳ级围岩占23.6、Ⅴ级围岩占25.2％。围岩级别变换频繁，施工方法需频繁转换。
隧道经过三个断层带，围岩破碎，节理发育。其中改 DK24+887~DK24+937段、DK27+025~DK27+145段断层破碎带，岩体破碎3斜0+60~3斜1+10段、4斜8+04~4斜9+60段、5斜6+65~5斜7+15段、5斜8+93~5斜9+38段、6斜0+57~6斜0+80段洞身通过断层破碎带，围岩很破碎。岩性主要为片岩、页岩、砂岩且夹薄层泥灰岩，节理、层理及裂隙发育，层面交错，风化严重，呈压碎状态，致使围岩自稳能力差，极易发生坍塌事故，成型困难。 为保证隧道正洞或斜井在通过围岩断层破碎带时的施工安全、质量、进度，特制定本专项方案。 三、施工方案 1、台阶法开挖 针对上述情况，结合施工生产能力，按照“管超前、严注浆、短开挖、不(弱)爆破、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则，立足于各工序间协调统一，措施得当，快速通过破碎带。在拱部超前小导管或者管棚注浆预结围岩的保护下，根据断层破碎带与隧道的位置关系，采用全断面或台阶法开挖。当采用台阶法开挖时，正洞及双车道斜井采用三步台阶法进行施工，单车道斜井采用两步台阶法施工。在破碎带围岩风化严重至几乎没有自稳能力的情况下，采用中留核心土，周边采用风镐环形开挖，待环形开挖完成并初期支护后，再用挖掘机开挖核心土部分。 下断面施工采用分部开挖法，先行开挖中槽，再左右交错开挖马口，接下部钢架。施工均遵循“随挖、随接、随喷”的原则。如图1、
隧道掘进断层破碎带施工方法及工程实例
隧道掘进断层破碎带施工方法及工程实例 ---13级土木6班刘志明1308230231 摘要：随着社会和科学技术的不断进步，隧道这种通过大山大河的方式被广泛的采用。遇到断层破碎带是隧道掘进的很大的问题，本文整理归纳了常见的断层处理技术并进行了相关的工程实例分析。 关键词：隧道；断层；施工 0 引言 隧道围岩稳定是隧道掘进过程中非常重要的问题，尤其是在断层破碎带区段围岩稳定性特别需要重视。本文简单分析了断层破碎带对围岩稳定性的影响，并根据国内几个不同的隧道断层施工实例的分析总结了隧道断层施工几种工艺。 1断层破碎带对围岩稳定性的影响 研究结果显示, 断层交会和断层归并复合很容易引起围岩失稳, 断层的其他要素如风化程度、断层走向与隧道中线走向的夹角对围岩稳定性影响也很大【1】。断层交会对隧道围岩稳定性的影响最大, 因为其与单一式断层相比, 明显扩大了断层的规模, 增加了断层的裂隙、空隙的密度,增大了裂隙、空隙, 从而降低了破碎岩石、角砾的胶结程度和黏着力。另外, 由于断层交会复合为不同走向断层相交, 所以其对围岩稳定性的影响程度比断层归并复合还要大很多。 2 断层施工技术 在隧道开挖施工过程中，断层及其破碎带的难度特别大，是非常容易出事故的地段。在高速公路、铁路隧道等大量施工中经常面临断层的处理问题。 在隧道掘进的过程中要进行超前地质预报，准确定位断层破碎带的位置，提前采取措施，解决或降低断层破碎段的不良影响。主要措施有: ?通过超前帷幕注浆固结岩体，并封堵地下水通道; ?施做超前小导管和超前大管棚等超前预支护措施，加固围岩; ?采用短进尺、短台阶的开挖方法，并预留变形量; ?增强初期支护的强度，并及时封闭成环; ?二次衬砌加强。 在施工技术上，我们需要注意几点要求： 1 超前小管棚施工 在破碎的松散的岩体中超前钻孔，打入小导管，这个小导管采用的是每根 4m的长度,一端加工成尖锥形，而另一端要设置4排孔眼，这有利于小导管将浆液推进和渗入破碎岩体。为了防止浆液从其它的孔眼中溢出来，注浆前要把那些孔眼都安装止浆塞，顺序是先从两侧拱脚向拱顶。而且注浆时要把孔眼之间相隔开，不可以连续的注浆，从而达到固结效果，又能控制注浆量。 2 隧道的开挖 隧道开挖技术是断层破碎带施工过程中必须注意的关键技术，洞口开挖可以选择机械施工，而对于洞身开挖可以选择简易自拼装台车钻眼，配以多段毫秒雷管，并在周边眼选择专用导爆管，以提高光面爆破效果。对于隧道出碴，可以选择装载机，配以自卸汽车，而二次衬砌混凝土浇筑选择12米长大模板台车，混凝土集中在混凝土拌和站拌制，由混凝土运输车专门运输，并泵送入模。另外，
隧道断层地段处理方案
隧道断层地段处理方案 发布时间：2006-6-28 14:11:23 点击次数：1942 隧洞穿过断层地段，施工难度取决于断层的性质、断层破碎带的宽度、填充物、含水性和断层活动性以及隧洞轴线和断层构造线方向的组合关系（正交、斜交或平行）。此外，与施工过程中对围岩的破坏程度、工序衔接的快慢、施工技术措施是否得当等，均有很大的关系。 当隧洞轴线接近于垂直构造线方向时，断层规模较小，破碎带不宽，且含水量较小时，条件比较有利，可随挖随撑。但当隧洞轴线斜交或者平行于构造方向时，则隧洞穿过破碎带的长度增大，并有强大侧压力，应加强拱墙衬砌，及时封闭。 一、施工方法的合理选择： 1、断层带内充填软塑状的断层泥或特别松散的颗粒时，比照松散地层中的超前支护，采用先拱后墙法；如断层带特别破碎，则可采用马口开挖。 2、如断层地段出现大量涌水，则宜采取排堵结合的治理措施。 施工中注意事项： ①如断层地下水是由地表水补给时，应在地表设置截排系统引排。对断层承压水，应在每个掘进循环中，向隧洞前进方向钻凿不少于2个超前钻孔，其深度宜在4米以上，以探明地下水的情况。 ②随工作面的掘进挖好排水沟，准备足够的抽水设备，并安排适当的集水坑。 ③通过断层带的各施工工序之间的距离应尽量缩短，并尽快全封闭衬砌，以减少围岩的暴露、松动和地压增大。
④在隧洞断层地段，对钻爆设计作特殊的交底。严格控制各炮眼特别是周边眼的数量、深度及装药量，原则上尽量减少爆破对围岩的扰动。 ⑤在断层地带开挖后应立即进行初喷砼，并坚持“宁强勿弱”的原则，加强支护。 ⑥紧跟开挖面进行现场监控量测，根据量测所反馈的信息及时调整初期支护的参数及掌握二次衬砌的最佳时间。 二、隧洞涌水处理方案 1、渗水量不大时，采用堵排结合的方法，即加强拱墙衬砌结构，在拱部衬砌厚度外设透水软管与边墙盲沟接通，引水至隧洞两侧沟水；在拱墙衬砌工作缝设纵横向止水条。 2、为防止发生涌水等异常情况，对涌水现象较为严重地段拟采用我集团公司成熟工艺劈裂注浆为基础的综合整治施工技术，即劈裂注浆固结法施工。 （1）工艺流程 劈裂注浆固结法施工工艺流程如下： （2）施工方法 a）施工准备 （a）通过地质超前钻孔资料，分析断层地质情况。 （b）钻孔注浆和隧洞衬砌结构设计。 （c）准备注浆材料，测定性能。 （d）安装并调试钻孔和注浆机械设备。 b）止浆岩盘或止浆墙 在一般较完整的岩层顶面5m作为止浆岩盘。若基岩节理发育，围岩破碎时
过断层及破碎带安全技术措施正式版
In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.过断层及破碎带安全技术 措施正式版
过断层及破碎带安全技术措施正式版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成 的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度 与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 在工作面推进过程中，会遇到大小不 同的断层，在断层附近，煤层变软、倾角 变化、淋水增大、顶板比较破碎，在工作 面过断层期间应严格执行以下安全技术措施。 1. 遇断层时，必须加强断层带的支护密度，将断层带的柱距缩小至500—600mm. 2. 根据现场的实际情况，酌情在切顶线一排棵棵打上戗柱或戗棚加强支护，必 要时在第二排柱上打戗柱加强支护，戗柱
要迎着顶板来压的方向戗（正、反、斜戗均可。 3. 必须严格加强断层带及破碎带的顶板插背，顶上小板必须插背完好，顶板破碎时，顶上小板必须插背严实，出现顶空必须用大料插背接顶，严禁顶空。 4. 断层及破碎带打眼放炮时只能采用密打眼（眼距为600--700mm），少装药（每个炮眼装1-2个药卷），放小炮（一次最多起爆顶、底各四个装药眼）的方式进行，严禁大面积放炮。 5. 断层及破碎带放炮后必须及时挂支
断层破碎带施工方案
共享知识分享快乐 二郎山隧道断层破碎带施工方案 一、编制依据 1、雅安至康定高速公路控制性工程二郎山隧道段C2标试验工程施工图设计资料； 2、现行公路工程施工技术规范、标准及施工验收标准； 3、根据现在掌子面围岩的情况及设计地质资料； 4、我公司拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法、科技成果和多年积累的长大隧道工程施工经验； 5、国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规。 二、工程概况 雅安至康定高速公路C2标段主线长9.390 km（右线K72+310～ K81+700），泸定互通式立交一座，泸定连接线长4.497km，均位于四川省泸定县。主体控制性工程为二郎山特长公路隧道，全长13425米，C2标负责施工左线长度6748m，右线长度为6693m，工期66个月。 1、地形 隧址区地处四川盆地与青藏高原过渡的二郎山高中山区，地面切割强烈，山势陡峻，高差悬殊，二郎山主峰海拔3437m，与隧道口相对高差接近2000m。隧道最大埋深1469m。 2、气候
隧址区地处四川盆地中亚热带季风湿润气候与青藏高原大陆干冷气 候的过度地带。二郎山东西两侧气候差异非常明显，我部施工区域位于二郎山西侧，年降雨量仅900～1000mm，降雨多集中在5～10月，雨季降雨量占全年90%以上，相对湿度66%，多年平均气温15.5℃，最高气温36.4℃，最低气温-5℃，年平均无霜期279天。 3、水文地质 页眉内容． 共享知识分享快乐 隧址区域地下水丰富，类型齐全。勘察区地下水补给源主要为大气降水和地表水直接或间接渗入补给。地下水质较好，对砼无腐蚀性，隧道主洞预33/d。 /d，最大用水量82000m测正常涌水量为59000m4、我标段隧道通过的断裂构造统计见下表： 二郎山隧道C2标段断裂带统计
断层破碎带施工方案
二郎山隧道断层破碎带施工方案 一、编制依据 1、雅安至康定高速公路控制性工程二郎山隧道段C2标试验工程施工图设计资料； 2、现行公路工程施工技术规范、标准及施工验收标准； 3、根据现在掌子面围岩的情况及设计地质资料； 4、我公司拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法、科技成果和多年积累的长大隧道工程施工经验； 5、国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规。 二、工程概况 雅安至康定高速公路C2标段主线长9.390 km（右线K72+310～K81+700），泸定互通式立交一座，泸定连接线长4.497km，均位于四川省泸定县。主体控制性工程为二郎山特长公路隧道，全长13425米，C2标负责施工左线长度6748m，右线长度为6693m，工期66个月。 1、地形 隧址区地处四川盆地与青藏高原过渡的二郎山高中山区，地面切割强烈，山势陡峻，高差悬殊，二郎山主峰海拔3437m，与隧道口相对高差接近2000m。隧道最大埋深1469m。 2、气候 隧址区地处四川盆地中亚热带季风湿润气候与青藏高原大陆干冷气候的过度地带。二郎山东西两侧气候差异非常明显，我部施工区域位于二郎山西侧，年降雨量仅900～1000mm，降雨多集中在5～10月，雨季降雨量占全年90%以上，相对湿度66%，多年平均气温15.5℃，最高气温36.4℃，最低
气温-5℃，年平均无霜期279天。 3、水文地质 隧址区域地下水丰富，类型齐全。勘察区地下水补给源主要为大气降水和地表水直接或间接渗入补给。地下水质较好，对砼无腐蚀性，隧道主洞预测正常涌水量为59000m3/d，最大用水量82000m3/d。 4、我标段隧道通过的断裂构造统计见下表： 二郎山隧道C2标段断裂带统计 由于断层破碎带存在涌水、突泥及发生大规模隧道坍塌的危险，为确保施工过程中不发生安全事故，顺利通过断层破碎带，有效降低施工阶段发生地质灾害所引发的风险，特制定以下施工方案。 首先按照设计文件要求采用综合超前地质预报系统（主要采用TSP203及超前地质钻孔、地质雷达等）进行超前地质预测，结合地质勘测资料和地质素描对前方地质进行综合判断，根据判断结果确定是否注浆和采取哪种注浆方案，以及后续开挖过程中采取什么样的辅助措施，开挖过程中加强对开
隧道断层破碎带施工方案
富阳市公园路向东延伸（大桥路-高尔夫路）工程 第一标段 东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工案 编制： 复核： 审核： 中铁一局集团有限公司公园路向东延伸工程项目经理部 二O一五年九月
目录 一、工程概况 (3) 二、工程地质 (3) 三、断层破碎带施工案 (4) 3.1超前地质预报 (4) 3.2注浆堵水加固 (5) 3.2.1全断面帷幕注浆堵水 (5) 3.2.2全断面边预注浆堵水 (5) 3.2.3局部断面预注浆堵水 (6) 3.2.4局部断面排水 (6) 3.2.5预注浆参数 (6) 3.2.6预注浆结束标准 (6) 3.2.7堵水注浆效果检查 (7) 3.2.8东洲新城隧道全断面（帷幕）超前注浆图 (7) 3.3隧道开挖支护及二衬施工 (11) 3.3.1开挖支护参数 (11) 3.3.2监控量测 (11) 四、质量保证措施 (12) 五、安全保证措施 (13)
东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工案 一、工程概况 东洲新城隧道0+705～1+600左右线单洞合计1790m，设计为双洞机动车双向六车道，两隧进口端间距为11.75m，为小净距隧道。隧道开挖断面Ⅲ级围岩117㎡、Ⅳ级围岩130～136㎡、Ⅴ级围岩140～143㎡，线路设计标准：二级城市隧道，双向六车道；设计时速50km/h；暗挖隧道建筑限界三车道段单洞净宽13.5m，车道限高4.5m，检修道净空2.5m。 二、工程地质 隧道岩性主要为中风化、微风化花岗闪长岩和英砂岩，洞口有粘土夹碎覆盖层。洞身穿越地质Ⅲ级围岩790m，占总长44.2%；Ⅳ级围岩290m，占总长16.2%；Ⅴ级围岩690m，占总长38.5%；明洞20m，占总长1.1%。并穿越F1、F2等不良地质断裂带，F1破碎带位置在左线里程为K0+925～K0+965段，长约40m；在右线里程为K0+974～K1+025段，长约51m。F2破碎带位置在左线里程为K1+300～K1+350段，长约50m，右线里程为K1+330～K1+390段，长约60m。 根据设计地质，F1断层破碎带主要已充填粘土为主，其余为灰岩、白云质灰岩成分的断层角砾，碎裂岩。受F1断层的影响，岩体较破碎，呈碎状压碎结构，围岩稳定性较差，拱顶易坍塌、侧壁不稳，
某隧道过断层施工方案
##隧道过断层方案 编制： 复核： 审批： ###项目部 二0XX年#月
##隧道过断层方案 一、编制依据 1、铁路隧道施工规范（TB10204-2002） 2、铁路隧道超前地质预报技术指南 3、铁路工程地质勘察规范 4、工程项目实施性施工组织设计 5、##隧道设计文件、施工图及铁道部相关补充规定 6、##隧道出口实际施工能力和施工进度 二、工程概述及地质概况 1、工程概述 ##隧道由##项目部承建。隧道为双线，起讫里程DK482+396～ DK486+359，全长3963m。 截止20XX年7月25日，##隧道出口掌子面开挖里程为DK485+770， 8月份##隧道出口施工计划开挖为190m，里程DK485+770～DK485+580。 隧道洞身穿越地段属剥蚀中低山地貌，山脉多为南北走向，山峰林立，沟谷深切，多悬崖峭壁，覆盖层较厚，基岩露头少，地形地质条件复杂； 2、地质特征 1)地层岩性 隧道洞身所处岩层为寨下组上段和寨下组下段。寨下组上段分下、中、上三部分，下部火山岩岩性为流纹质角砾晶屑（熔结）凝灰岩、火山角砾岩夹流纹岩，局部见英安质角砾凝灰岩；中部火山岩岩性为（石泡）流纹
岩夹流纹质（角砾）晶屑（熔结）凝灰岩、流纹质火山角砾岩等，局部见斜长流纹岩；上部火山岩岩性为流纹质（角砾）晶屑熔结凝灰岩、火上角砾岩、流纹质角砾晶屑凝灰岩、石泡流纹岩及砂砾岩等组成，其底部为一层厚度较大的砂跞岩。寨下组下段岩性为凝灰质石英砂岩，紫红色，成薄层状，泥质含量高，成分以石英为主； 2)地质构造 隧道区节理裂隙主要发育于断层带及其影响带，以及侵入岩体接触带影响范围内，裂隙走向与断层走向基本一致，裂隙密度一般每米5～8条。断层带和侵入岩体接触带影响范围外裂隙不发育，岩石坚硬完整。 3、水文地质特征 1)、浅层孔隙水：主要分布于岩石的全－强风化岩中，大部分地段的浅层孔隙水相对较发育。 2)、基岩裂隙水：主要分布于岩石节理裂隙中，大部分地段基岩裂隙水不发育。 3)、构造裂隙水：隧址区的断层和构造裂隙带主要为近北东和南北走向，地貌上形成深切的冲沟。由于断层、构造裂隙带节理裂隙较发育，又沿水沟分布，富水性较好。 三、断层带地质情况 断层带地表为含碎石粉质黏土，灰黑-土黄色，硬塑，厚度1m，局部较厚。下伏为含角砾凝灰岩，暗紫色-青灰色，凝灰结构、块状构造，全-强风化层较厚，属硬质岩，下伏为弱风化。围岩稳定性较差，应加强支护。F6断层近东西走向，
过断层破碎带安全技术措施
编号：SM-ZD-74109 过断层破碎带安全技术措 施 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
过断层破碎带安全技术措施 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 根据相邻轨道延伸巷实际揭露资料和三维地质资料，该段地质条件相对简单，为了安全顺利的过断层和破碎带，特编制此安全技术措施。 一、工程概况： 根据相邻轨道延伸巷实际揭露资料和三维地质资料，二水平轨道大巷地质条件相对简单。 二、技术要求： 1、二水平轨道大巷掘进过断层、破碎带，支护必须紧跟迎头。支护前必须挑掉活矸，坚持“敲帮问顶”制度（支护合格后进行出渣）。 2、二水平轨道大巷掘进过断层、破碎带，提前架设的矿用11#工字钢钢棚，钢棚必须用背板加密背实，并用撑拉杆撑拉，使钢棚达到加强支护的要求。 3、二水平轨道大巷掘进过断层，采用三排锚索，菱形网
加钢筋网双网加强支护，先铺设菱形网后铺设钢筋网，适当增加锚索长度。 4、二水平轨道大巷掘进过断层，后续架设钢棚必须清到硬底，严禁将棚腿架设在浮煤、浮矸上；支架帮、顶必须用木板背紧、背牢，背帮背顶材料要紧贴围岩，不得松动或空帮空顶。梁腿接口处的两肩必须加楔打紧；架棚支架之间必须安设牢固的拉杆；支架无歪扭迈步，前倾后仰现象。 5、架设钢棚，必须坚持“支一架掘一架“循环作业方式。 三、架设钢棚专项技术要求： 1、地面挑选架棚装车。 2、棚架入井前地面必须预组装棚架试验，测定组装数据，便于井下安装掌握。 3、二水平轨道大巷架棚前必须搭设作业跳台，架梯作业人员上部作业时必须配有安全带、安全绳，防止坠落。 5、二水平轨道大巷采用棚梁为4000mm，棚腿为2000mm的梯形棚支护。 6、二水平轨道大巷棚架，棚腿间采用拉杆支撑。 7，施工时，架棚支护的操作顺序，根据现场实际情况，
关于过断层破碎带及说明
甘肃平凉天元煤电化有限公司 关于配煤皮带巷、配煤巷检修通道 过断层破碎带情况说明 甘煤一公司五举矿矿建项目部 编制人:张伟 二零一五年一月二十九日
关于配煤皮带巷、配煤巷检修通道 过断层破碎带情况说明 一、工程概况： 1、配煤皮带巷：设计直墙圆弧拱断面，掘高5.1m，掘宽4.7m，采用锚网索喷支护。巷道设计工程量 ? m。 2、配煤巷检修通道：设计直墙圆弧拱断面，掘高3.2m，掘宽3.2m，采用锚网索喷支护。巷道设计工程量? m。 二、地质及水文地质概况： 1、配煤皮带巷： 截至2015年1月28日，该掘进工作面迎头现已施工至开口前30m 位置 ①开口处断面岩性：受（F1 13°∠60°H=12-20m）断层影响，左帮为 灰黑色泥岩（破碎），迎头断面大部及右帮为灰白色细砂岩。 （详见断面图1） ②施工至开口前15m位置时，迎头全断面已过渡为灰黑色泥岩（破碎）， 灰白色细砂岩消失。（详见断面图2） ③开口（15-30m）位置，迎头全断面均为灰黑色泥岩，与（断面图2） 所示岩性完全一样。预计剩余施工巷道均受该断层破碎带影响。 ④受该断层影响，开口（0-15m）范围内顶板分散出水点有淋、滴水现 象，出水量小于1m33/h，对巷道施工影响很小;开口（15-30m）范围内顶板无淋、滴水现象发生。
⑤经地质技术员现场实测，目前迎头施工方向岩层倾角约52左右°。 2、配煤巷检修通道： 截至2015年1月28日，该掘进工作面迎头现已施工至开口前9 m 位置。 ①开口处断面岩性：，迎头全断面均为灰黑色泥岩（破碎）。 （详见断面图3）。 ②受（F2 111°∠65°H=9-12m）断层影响，施工至开口前5m,左帮开 始出现灰白色细砂岩，断面大部及右帮仍以灰黑色泥岩(破碎)为主。 （祥见断面图4） ③开口（5-9m）位置，左帮灰白色细砂岩逐渐向右帮过渡；至开口9m 位置，左帮灰黑色泥岩已经过渡至迎头断面巷中处，右侧断面及右帮仍为灰黑色泥岩（破碎）。根据该断层走向可知，预计巷道继续向前施工约5m（即开口前14m）将顺利穿过该断层。（祥见断面图5）④受该断层影响，顶板分散出水点有淋、滴水现象，出水量小于1m33/h，对巷道施工影响很小。 ⑤经地质技术员现场实测，目前迎头施工方向岩层倾角约-35°左右° 三、邻近构造情况： 1、（F1 13°∠60°H=12-20m）断层为目前施工巷道揭露主断层，走向N13°，倾角60°，落差12-20m。该断层为逆断层，属压扭性断层，一般起到隔水的作用，不会导通强含水层。
断层破碎带施工方案
二郎山隧道断层破碎带施工方案 一.编制依据 1.雅安至康定高速公路控制性工程二郎山隧道段C2标试验工程施工图 设计资料; 2、现行公路工程施工技术规范、标准及施工验收标准; 3、根据现在掌子而围岩的情况及设计地质资料; 4、我公司拥有的技术装备力暈乙机械设备状况、管理水平.工法、科技 成果和多年积累的长大隧道工程施工经验; 5、国家及地方关于安全生产和环境保护等方而的法律法规。 二.工程概况 雅安至康定高速公路C2标段主线长9390 km（右线K72+3W?K81+700）, 泸定互通式立交一座，泸定连接线长4.497km＞均位于四川省泸定县。主体控制性工程为二郎山特长公路隧道，全长13425米，C2标负责施工左线长度 6748m,右线长度为6693m,匸期66个月。 地形 隧址区地处四川盆地与青藏高原过渡的二郎山高中山区，地而切割强烈, 山势陡峻，高差悬殊，二郎山主峰海拔3437m,与隧道口相对高差接近2000mO 隧道最大埋深1469m O 2、气候 隧址区地处四川盆地中亚热带季风湿润气候与青藏高原大陆干冷气候的过度地带。二郎山东西两侧气候差异非常明显，我部施工区域位于二郎山西侧，年降雨量仅900?WOOmm,降雨多集中在5?10月，雨季降雨量占全年 90%以上，相对湿度66%,多年平均气温15.5C,最高气温36.4C,最低气温-5C,年平均无霜期279天。
3、水文地质 隧址区域地下水丰富，类型齐全。勘察区地下水补给源主要为大气降水和地表水直接或间接渗入补给。地下水质较好，对確无腐蚀性，隧道主洞预测正常涌水量为59000mVd＞最大用水量82000mVdo 4、我标段隧道通过的断裂构造统计见下表: 二郎山隧道C2标段断裂带统计 三.断层破碎带施工方案 市于断层破碎带存在涌水、突泥及发生大规模隧道坍塌的危险，为确保施工过程中不发生安全事故，顺利通过断层破碎带，有效降低施工阶段发生地质灾害所引发的风险，特制定以下施工方案。 首先按照设计文件要求采用综合超前地质预报系统（主要采用TSP203及超前地质钻孔、地质雷达等）进行超前地质预测，结合地质勘测资料和地质素描对前方地质进行综合判断，根据判断结果确定是否注浆和采取哪种注浆方案，以及后续开挖过程中采取什么样的辅助措施，开挖过程中加强对开挖
工作面过断层及破碎带安全技术措施
工作面过断层及破碎带安全技术措施 北翼采区掘进工作面在推进过程中，会遇到大小不同的断层，在断层附近，煤层变软、倾角变化、淋水增大、顶板比较破碎，在工作面过断层期间应严格执行以下安全技术措施。 1、遇断层时，必须加强断层带的支护密度，将断层带的柱距缩小至500～600mm(+2609水平运输大巷要缩至400～500mm). 2、根据现场的实际情况，酌情在切顶线打上戗柱或戗棚加强支护，戗柱要迎着顶板来压的方向戗(正、反、斜戗均可)。 3、必须严格加强断层带及破碎带的顶板插背板，顶上小板必须插背完好，顶板破碎时，顶上小板必须插背严实，出现空顶必须用大料插背接顶，严禁空顶。 4、断层及破碎带打眼放炮时只能采用密打眼(眼距为600～700mm)，少装药(每个炮眼装1～2个药卷)，放小炮(一次最多起爆顶、底各四个装药眼)的方式进行，或者用十字镐硬挖，严禁大面积放炮。 5、断层及破碎带放炮后必须及时挂支护，并视现场情况酌情每架或隔一打一，打上贴帮柱，打上贴帮柱后方可放下一炮。 6、断层带要分在同一组内作业，并安排责任心强，有经验的老工人在该段作业，由一名班长亲自指挥并负责该段的安全质量工作，发现不安全隐患必须立即组织处理。 7、若断层带顶板特别破碎，煤壁片帮，应采用大板或方木配合12#工字钢支架密集支护，间距尺寸不大于400mm，大板只能用来挑顶,严禁用来切顶。 8、断层带卧底(挖水沟)时，一次卧底量以300mm为宜，且打柱时柱头应向煤壁倾斜3～5度，以增加支柱的稳定性。 9、断层带支架、回架等必须设专人观侧，并保证后路畅通无阻。 10、班末班队长安检员和质量验收员必须严格对断层带的工程质量进行验收，若发现不合格品必须及时组织人员整改。 11、断层区域必须保证通道畅通，轨道，材料避免堆在三、四排上，防止冒顶掩埋材料。 12、过断层期间，每班必须有跟班人员在现场值班，把好现场安全关。 13、在工作面上、下班交接时，工作面断层带必须重点交接，不得出现一根不合格支架。
构造带、断层破碎带地段施工安全规定(正式)
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 构造带、断层破碎带地段施工安全规定(正式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-5106-21 构造带、断层破碎带地段施工安全 规定(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 在断层破碎带易塌方，防止塌方措施是按设计要求和工艺要求做好超前支护和开挖后的联合支护，特别是超前注浆，一是截断地下水流入开挖面通道，二是提高结石率，增强围岩相互作用力，减轻支护圈压力，达到降低塌方机率。 在断层破碎带及软岩地段易塌方，造成塌方的原因多数是地下水原因引起裂隙开张，降低了围岩相互作用力，加速围岩变形，使支护失稳而塌方，防止塌方措施是按设计要求和工艺要求做好超前支护和开挖后的联合支护，特别是超前注浆，一是截断地下水流入开挖面通道，二是提高结石率，增强围岩相互作用力，减轻支护圈压力，达到降低塌方机率。 施工应做好超前地质预报工作，查明掌子面前方
地质条件，及时掌握前方地质情况，制定合理的施工方法。 严格按照设计方法进行开挖，严格控制开挖进尺，开挖后及时支护，严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则组织施工，严格按照设计支护参数进行施工。 在开挖断层破碎带或软岩地段时，除了在开挖时用微震动法外，专职安全员跟班作业，发现不安全因素立即撤离施工人员，发现底部隆起，必要时对底部设横撑，打底部锚杆或向底部注浆，控制上隆; 为了防止支护开裂，增强钢筋网，必要时用湿喷钢纤维混凝土、调整供架间距等。对装碴设备，在顶部安装砸钢板顶棚，当发现有岩粉飞扬，掉碴、喷锚开裂、或支架发出声响立即组织撤离。 请在这里输入公司或组织的名字 Enter The Name Of The Company Or Organization Here
皮带顺槽揭露煤层过断层破碎带安全措施示范文本
皮带顺槽揭露煤层过断层破碎带安全措施示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
皮带顺槽揭露煤层过断层破碎带安全措 施示范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 一、编写目的及概述: 3下303皮带顺槽预计L5#测点前方13.4m揭露一条 KF7正断层，断层走向为20°～200°，倾向290°，倾角 85°，落差为4m。掘进一工区要加强掘工作面遇断层时的 顶板、两帮的管理，定期检查顶板、两帮的变化及时进行 加强支护，彻底消除安全隐患，为确保过断层、松软破碎 带的安全，特编制安全技术措施。 二、施工方法及步骤： 1、在过断层及破碎带时，短掘短支护的方式掘进，掘 进0.8m支护0.8m。若发现顶板有离层或冒落征兆时，必 须及时加强支护。
2、过断层有四种支护方式：锚网喷支护、锚网支护、梯形架棚支护、吊环棚支护。①巷道全部处于岩层中，围岩较完整稳定时，采用拱形封闭锚网支护；②若上覆稳定岩层不在锚杆有效支护区时（锚杆支护区含有泥岩、泥质砂岩等弱强度岩层），则采用金属网加锚杆、锚索配钢筋梯支护，顶板较破碎时在进行初喷加强支护，喷厚不小于50mm，防止岩石风化掉矸。③若顶板不完好、冒落，顶板岩性差，锚杆、锚索不能达到支护强度时，需架棚进行支护，使其达到支护强度。顶板漏矸时及时进行初喷，喷厚不小于50mm，防止岩石风化掉矸。 3、过断层的施工方法：平巷过断层、上、下山坡度（根据煤层坡度，确定巷道坡度）过断层，寻找断失煤层。本巷道采用10°上山过断层，掘进10m与机头硐室贯通。 4、在过断层、松软破碎带顶板易冒落时，必须在拱基
(断层处理)断层破碎带处理
第十一章断层破碎带处理 第一节概述 水利水电工程的地基常会遇到节理发育的岩层、软弱夹层、断层破碎带或断层交汇带，这些地质缺陷均需进行妥善处理，以保证施工过程及工程建成后运行的安全。断层破碎带的处理是水工建筑物地基处理的重要内容之一。 在确定处理方案之前，必须具有详细的地质勘测资料和试验数据，主要内容有：（1）断层破碎带的规模、产状及其与水工建筑物在平面和空间位置上的相互关系； （2）构造岩的物理性质，力学性质和水理性质； （3）断层破碎带的渗透特性等。 根据地质和试验资料，按断层类型和构造岩的特点及其对坝基的影响（见表11-1-1、表11-1-2、表11-1-3）由设计结合建筑物等级、规模和形式进行分析研究，确定处理方案和工程技术处理措施。 表11-1-1 断层类型 断层破碎带的处理，工程技术复杂，施工难度大，质量要求高，安全问题突出。为确保处理工作经济、合理、按期实施，重大断层破碎带处理应编制专门的施工组织设计。 ───────────
1.断层破碎带的处理原则 （1）处理工作应安排在工程蓄水运行之前完成，最好在其上部（或邻近）建筑物施工以前进行。
位于坝头、坝肩部位的断层，可采用洞挖混凝土置换、水泥灌浆、化学灌浆、预应力锚固等方法。 （3）在设计、施工中要防止由于断层破碎带的处理而引起岩体的应力释放、变形或爆破扰动、松动滑移等问题，并采取相应的有效措施。 （4）断层破碎带开挖要遵循自上而下的施工原则，并作好安全支护，必要时应分段、分层开挖、回填。 （5）在组织实施断层破碎带处理的全过程中，设计、地质、施工和质量检查及监理部门要密切配合，及时研究处理施工中出现的问题。 （6）断层处理往往是建筑物地基开挖清理的延续和混凝土浇筑的前一道工序，其施工布置和主要机械设备、辅助设施等，一般可在这两个工序的基础上进行调整、充实和配套。为便于在断层带的狭窄槽坑内施工，宜采用轻便、灵巧、效率高的通用机具和设备。 2 断层处理的要求和类型 2.1 断层处理要求 断层经过处理后，应满足下列要求： （1）具有足够的强度，能直接或通过岩体承受和传递坝体的荷载； （2）与围岩接触良好，具有相似的弹性模量，减少地基不均匀沉陷或限制地基变形； （3）提高岩基的整体性，确保坝体或岩体在施工、运行期间的抗滑稳定性； （4）具备良好的抗渗性，防止集中渗漏，降低渗透压力，防止产生渗透变形。 （5）具备排水条件，降低扬压力。 2.2 断层处理的型式和适用范围 断层处理必须结合具体工程的实际情况，综合考虑下列因素： （1）断层所处部位、产状、宽度，破碎带组成物和周围岩体的性质、力学指标，断层和其它弱面（构造面、临空面等）的不利组合对岩体和水文地质等构成的影响，及与此有关的不同破坏机理、方式； （2）水工建筑物的工作条件、布局和对地基提出的要求，以及调整上部结构使之与
某隧道断层破碎带施工技术
某隧道断层破碎带施工技术 某隧道是朔黄铁路线上第四长大隧道，系双线隧道，全长3290m，我单位施工出口端47+61048+974段，长1364m.其中47+88048+040段通过Ⅱ类围岩断层破碎带，岩性主要为片岩、页岩、砂岩且夹薄层泥灰岩，节理、层理及裂隙发育，层面交错，风化极为严重，呈压碎状态，致使围岩自稳能力极差，成型困难。 针对上述情况，结合施工生产要素及施工生产能力，按照“管超前、严注浆、短开挖、不（弱）爆破、强支护、快封闭、勤测量、速反馈”的施工原则，在拱部超前小管棚注浆预固结围岩的保护下，采用三部台阶法进行施工。拱部预留核心土，周边采用风镐开挖，核心土及中槽运用200挖掘机开挖。 一、超前小管棚施工 1.1 工艺原理 在破碎松散岩体中超前钻孔，打入小导管并压注具有胶凝性质的浆液，浆液在注浆压力的作用下呈脉状快速渗入破碎松散岩体中，并将其中的空气、水分排出，使松散破碎体胶结、胶化，形成具有一定强度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体，从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性；使超前小管棚与固结体形成一个具有一定强度的壳体，在壳体的保护下进行开挖支护施工。 1.2 小管棚及注浆设计 采用4根的∮42小导管布设在拱部，外插角5°～7°，环向间距33，纵向环距2.5m，即每施作一排小导管，开挖支护2.5m；压注1：1水泥浆液，采用525#普通硅酸盐水泥，浆液中掺水泥用量3～5％的40‘水玻璃，以缩短浆液的胶化固结时间，控制浆液的扩散范围。 1.3 施工要点 1.3.1 小导管加工4m／根的∮42小钢管一端加工成尖锥形，距另一端100的位置开始至尖锥端之间按梅花型间距为20布设∮6的孔眼4排，以利于小导管推进和浆液渗入破碎岩体。 1.3.2 小导管安设 如岩体松软，采用28型风动凿岩机直接推送，如遇夹有坚硬岩石处，先用28型风动凿岩机钻眼成孔后再推进就位。
煤矿过断层及破碎带安全技术措施通用范本
内部编号：AN-QP-HT175 版本/ 修改状态：01 / 00 The Production Process Includes Determining The Object Of The Problem And The Scope Of Influence, Analyzing The Problem, Proposing Solutions And Suggestions, Cost Planning And Feasibility Analysis, Implementation, Follow-Up And Interactive Correction, Summary, Etc. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 煤矿过断层及破碎带安全技术措施通 用范本
煤矿过断层及破碎带安全技术措施通用 范本 使用指引：本解决方案文件可用于对工作想法的进一步提升，对工作的正常进行起指导性作用，产生流程包括确定问题对象和影响范围，分析问题提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，执行，后期跟进和交互修正，总结等。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 在工作面推进过程中，会遇到大小不同的断层，在断层附近，煤层变软、倾角变化、淋水增大、顶板比较破碎，在工作面过断层期间应严格执行以下安全技术措施。 1. 遇断层时，必须加强断层带的支护密度，将断层带的柱距缩小至500—600mm. 2. 根据现场的实际情况，酌情在切顶线一排棵棵打上戗柱或戗棚加强支护，必要时在第二排柱上打戗柱加强支护，戗柱要迎着顶板来压的方向戗(正、反、斜戗均可。 3. 必须严格加强断层带及破碎带的顶板插
构造带、断层破碎带地段施工安全规定正式样本
文件编号：TP-AR-L8934 There Are Certain Management Mechanisms And Methods In The Management Of Organizations, And The Provisions Are Binding On The Personnel Within The Jurisdiction, Which Should Be Observed By Each Party. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 构造带、断层破碎带地段施工安全规定正式样本
构造带、断层破碎带地段施工安全 规定正式样本 使用注意：该管理制度资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的管理机制和管理原则、管理方法以及管理机构设置的规范，条款对管辖范围内人员具有约束力需各自遵守。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 在断层破碎带易塌方，防止塌方措施是按设计要 求和工艺要求做好超前支护和开挖后的联合支护，特 别是超前注浆，一是截断地下水流入开挖面通道，二 是提高结石率，增强围岩相互作用力，减轻支护圈压 力，达到降低塌方机率。 在断层破碎带及软岩地段易塌方，造成塌方的原 因多数是地下水原因引起裂隙开张，降低了围岩相互 作用力，加速围岩变形，使支护失稳而塌方，防止塌 方措施是按设计要求和工艺要求做好超前支护和开挖 后的联合支护，特别是超前注浆，一是截断地下水流
入开挖面通道，二是提高结石率，增强围岩相互作用力，减轻支护圈压力，达到降低塌方机率。 施工应做好超前地质预报工作，查明掌子面前方地质条件，及时掌握前方地质情况，制定合理的施工方法。 严格按照设计方法进行开挖，严格控制开挖进尺，开挖后及时支护，严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则组织施工，严格按照设计支护参数进行施工。 在开挖断层破碎带或软岩地段时，除了在开挖时用微震动法外，专职安全员跟班作业，发现不安全因素立即撤离施工人员，发现底部隆起，必要时对底部设横撑，打底部锚杆或向底部注浆，控制上隆; 为了防止支护开裂，增强钢筋网，必要时用湿喷钢纤维混凝土、调整供架间距等。对装碴设备，在顶部安装砸