TBM通过断层破碎带的施工技术
TBM通过断层破碎带的施工技术
王梦恕王占山
(中铁隧道集团有限公司洛阳 471009)
摘要对TBM快速通过断层破碎带的技术进行了阐述；介绍了可能遇到的各种不利情况及其处理措施。
关键词 TBM 断层破碎带快速通过处理措施
1 概述
TBM由于其高效、安全的优越性能,近年来得到愈来愈多的应用,但其对断层破碎带等不良地质条件的适应性较差。这些不良地质条件对TBM掘进会产生较大影响,不仅可能导致TBM 掘进作业时间利用率降低,甚至有可能出现TBM损坏和难以顺利通过的情况。必须采取有效的措施,否则处理不当就会给施工带来严重后果。我国云南天生桥水电站引水隧洞、意大利戈森萨铁路隧道以及奥地利坎波罗索铁路隧道在TBM通过断层带时都遇到TBM刀盘被卡住的事故,造成长时间的停机。中铁隧道集团在摩沟岭隧道工地施工时,也出现了TBM被卡20多天的教训。
TBM施工有其自身的特点。在切削岩石时其对围岩的扰动比钻爆法要小,但初期支护不如钻爆法及时;初期支护前岩石暴露时间长,极易发生危石损伤设备的事故,这就需要根据设备分布位置,选择合适时机进行及时支护,必须合理布置初期支护设备位置,其支护能力必须承受全部地层荷载,所以在进行初期支护方面没有钻爆法机动灵活。对TBM的这些特点,我们在断层破碎带施工时必须给以很好的考虑。
2 断层破碎带对TBM施工的影响
断层破碎带会对TBM施工造成很不利的影响,主要有:
a. 开挖后工作面及拱顶坍塌,剥落。将TBM刀盘埋入,刀盘旋转困难。
b. 开挖面及边墙坍塌,撑靴支撑力不够,不能提供TBM掘进所需的足够的支反力。
c. 给喷锚支护带来困难。
d. 围岩软硬不均,刀盘旋转时易产生震动,影响刀具的使用寿命,增加刀具消耗。
e. 当围岩软硬不均时可能会引起TBM机体的摆动增加。给掘进方向的控制带来困难。
f. 如存在涌水则会由于水压作用,工作面发生坍塌,涌水淹埋刀盘及机体,增大刀盘的旋转扭矩;水的作用造成侧壁坍塌,支撑靴无法支撑;涌水淹没机体等。
3 通过断层破碎带的主要辅助设备
采用合适的设备来快速、安全通过断层破碎带等不良地质地段是至关重要的。目前主要的设备有超前钻机、锚杆机、环梁安装器等。这些设备一般安装在掘进机的头部、刀盘支撑体后面、大梁顶部,以便在掘进过程中一旦发现险情就能及时利用他们进行处理。
我国天生桥水电站引水隧道开挖时,引进了美国罗宾斯公司的10.8m直径的掘进机,同时引进了与之配套的三大设备:超前钻机、锚杆机、环梁安装器。
秦岭隧道施工时,为顺利通过断层破碎带,在WIRTH TB880E型开敞式掘进机上也装备了超前钻机、锚杆机、环梁安装器等设备。超前钻机能在护盾外边以6°仰角在刀盘上部84°的区域内进行探测钻进或预注浆加固岩层。前部锚杆钻机可在150°的顶部区域内钻孔,后部锚杆钻机可在两边壁各90°范围内钻孔。锚杆钻机钻孔深度达3.5m,孔径38mm,水平移动距离3.8m。环梁安装器允许在TBM掘进机在刀盘护盾后进行钢拱架的组装和安装。同时,为防止落石危害施工人员和设备,掘进时在护盾外缘安装了长90cm的指点形护盾,另外又在护盾下缘焊接了一排钢管,可利用它进行超前锚杆支护。
4 通过断层破碎带和处理措施
当要通过断层破碎带时,我们一般按以下步骤(图1)进行施工,并根据断层破碎带的具体
图1 通过断层破碎带的步骤
具体的步骤和措施为:
a. 掘进前:
超前地质预报的预测,以确定破碎带边缘、长度、破碎程度以及含水情况等。
根据破碎带的不同情况采取不同的处理措施。对于轻微破碎地段,对TBM不会造成影响时,可不进行处理:对于一般的破碎地段,采用先掘进,再处理的办法;对于严重破碎地段,掘进机无法施工时,停止掘进,用TBM所配的钻孔注浆设备进行超前加固,然后打超前钻孔检查,证明可行时再向前掘进并进行处理。如破碎段长,且破碎严重,一般加固仍无法使用TBM顺利通过时,可用钻爆法开挖成洞,TBM随后跟进通过。
b. 掘进时
合理选用TBM掘进参数。在不同的地质条件下,TBM所需要的推力、掘进速度、刀盘转速、刀盘扭矩和撑靴支撑力等掘进参数是不同的。在TBM通过断层破碎带时,可适当减少TBM 的掘进速度、刀盘转速等掘进参数,这样能有效地减小对围岩的扰动,从而减小或避免发生坍方,使TBM安全通过。
同时,要根据掘进中部分掘进参数的相对变化,了解前方围岩的变化情况(例如通过推
进压力的大小可推知围岩强度情况,通过刀盘扭矩的大小可推知围岩的完整性情况),从而
及时调整TBM的掘进参数或采用其它措施,使TBM快速、安全通过。
c. 掘进后
加强支护。对一般破碎地段,可采用喷混凝土或喷纤维混凝土、局部加锚杆喷纤维混凝土的支护措施;对严重破碎地段,可采用架设钢拱架、挂网、喷射混凝土或纤维混凝土的支护措施。
4.1 超前预报与预测
由于地质勘探的局限性,掘进机在隧洞掘进中往往会遇到一些地质图上没有反映出来
的不良情况。为了进一步探明掘进机前方断层破碎带的确切情况,应积极开展工程地质超前预报工作,以便详细掌握断层破碎带的情况,从而采取合理的措施。
目前,其常用的方法有:a. 利用TBM上配备的超前钻机;b. 利用超前预报系统(如地震地质预报系统TSP);c. 利用平导地质情况推断;d. 利用出露的岩石、出碴的情况以及掘进时的异常情况进行判断等。
在秦岭隧道施工中,通过TBM自带的超前钻机(超前探测20～30m)和TSP202超前地质探测仪进行了超前地质预报,并通过II线平导以及出露的岩石、出碴的情况和掘进时的异常情况对前方地质情况进行了综合判断,较好地探明了前方破碎带的情况,为TBM顺利通过奠定了基础。
4.2 预加固
根据前方的地质情况判断是否适合TBM掘进,若适合,则继续向前掘进;反之,则需对前方不良地质地段进行加固,或采用其它方法通过。如与其它方案在工期、经济性等方面进行比较后认为预加固方案可行,则利用TBM直接向前方断层破碎带等不良地质地段进行加固处理。
可利用TBM所配备的超前钻机,结合TBM自身配备的注浆设备,对隧道前方断层破碎带的围岩进行超前预注浆和超前管棚注浆加固。在钻孔前,为防止掌子面出现围岩坍塌和漏浆,可利用TBM自身配备的喷射系统在刀盘开挖后喷射一层混凝土,但严禁刀盘后退以防塌落卡死刀盘。在进行注浆前,先用水冲洗钻孔,注浆时,为防止串浆和漏注,可先从两侧的钻孔向拱顶对称注浆。注浆参数应根据围岩的工程地质和水文地质(如围岩孔隙率、裂隙率、渗透系数、涌水量、水压等)并结合试验来选择确定。
4.3 对坍塌的处理
根据坍塌规模的大小采取不同的措施。
a. 小规模坍塌
作业面顶部和面部发生若干坍塌或小范围的剥离,但不扩大;刀盘护盾与岩壁间有小块石头掉下,拱部或侧壁发生小坍塌,但没有继续发展扩大的迹象。掘进正常,推力、扭矩变化
不大,机械(尤其主机区域)没有异常的振动和声响,碴均匀集中,偶尔混有大块岩碴。可采用如下的支护措施:撑靴以上部位挂钢筋网、打系统锚杆,视情况架立钢拱架。
b. 中等规模坍塌
作业面剥落严重,拱顶严重坍塌或局部剥落,但刀具还可运转;撑靴部位坍落严重,垫衬、倒换困难:护盾与岩壁间落下大量石块。掘进时机械振动较大,有异常的噪音,推力有减弱的倾向,扭矩增大,并有上下变动的倾向,皮带输送机上大块增多,伴有少量细碴,碴堆忽
多忽少,不均匀。可采用以下支护措施:利用手喷混凝土系统向坍塌处喷射混凝土,及时封闭围岩,减少岩石暴露时间。安装全圆钢拱架,拱架安装前先在撑靴以上部位挂钢筋网。打注浆锚管,以提高撑靴的承载能力。
c. 大规模坍塌
拱顶及洞壁发生大面积坍塌,且发展很快以致于常规施工方法无法控制;从护盾边缘观察拱顶坍塌很深,大量石块从护盾与岩壁之间落下,坍塌向后部区域扩大;撑靴撑着的洞壁
部位大量坍落,从而不能取得反力,无法换程。掘进时机械振动特别大,在主控室即能听到掌子面发出的巨大声响。推进时,扭矩变得很大,刀具旋转困难或不能旋转;岩碴大量产生,发生堵塞,严重时刀盘被石块卡住,无法旋转,碴中以大块为主,几乎没有细碴。可采用如下支护措施:TBM停止掘进,采取辅助对策,从TBM后方打探孔,在坍塌部位注浆,除去坍塌处的土碴,并用细石混凝土等充填,并架立钢拱架支护。
如引黄入晋工程,在通过一般断层破碎带时采用了如下措施:对于较小断层、破碎带: a．喷混凝土,b．锚喷,c．锚喷+钢筋网;如遇较大的断层、破碎带则施做喷锚网并安装12号槽钢预制环形钢支撑,当塌方卡死TBM时,从TBM上方做一导洞,进入TBM刀盘前方进行钻爆法处理和注浆,然后再启动TBM通过处理段再掘进。
秦岭隧道在通过fsnll、fsnl2较大断层时,采取了以下施工措施:停止掘进,利用超前钻机预注浆加固处理岩层,但钻机未试用成功,只有立钢拱架支护。由于坍塌厉害,拱架严重变形,部分拱架侵入衬砌净空超过5cm。主机通过后先清完钢筋网上虚碴,剪开钢筋网,
在坍塌处纵向加设工字钢支撑,环向布设钢筋网,并利用岩石间隙纵横穿插φ22钢筋,与钢筋网焊接,形成钢筋骨架。在原钢拱架上立模灌浆,在坍塌处形成一封闭钢筋混凝土拱。待混凝土凝固后,割断拱架,凿除侵入界限的混凝土,重新安装钢拱架。
另外,断层破碎带的喷射混凝土非常重要。手喷混凝土时必须做好相关设备的防护工作,避免混凝土回弹料污染主机设备。喷射混凝土必须从填充岩面空洞、裂缝开始,在钢拱架地段,钢架与围岩之间空隙必须用喷射混凝土填充密实。
4.4 TBM在软弱破碎地层撑脚处的围岩加固技术
TBM掘进时,支撑靴支撑着设备的重量并将推力和刀盘扭矩的反力传递给边墙岩壁,当边墙岩壁强度足以承受支撑靴压力时,TBM方可正常掘进。因此,对小范围的边墙坍方,可通过锁死部分支撑靴,减小对围岩的支撑压力,同时相应地减小TBM推力、推进速度,在TBM不停机的情况下通过坍方地段;如果边墙相对软弱,可在支撑靴处加垫枕木垛增大接地面积,然后通过。当隧道边墙发生较大的坍方或边墙围岩强度不足以承受撑靴压力,而以上措施又不能奏效时,可先停机,在撑靴处打数根注浆锚管,注浆后提高地层承载力;也可在采用喷锚网+钢拱+灌注
混凝土的联合支护方式进行处理后再掘进。
4.5 软弱地带下沉处理
根据前方地质情况,如判断可能发生下沉并且施工中简单处理仍可能发生严重下沉时,
可预注浆加固处理,达到一定的强度后再掘进通过。如在掘进中发生TBM下沉,则将TBM后退到断层软弱区外,后退前应对开挖面及开挖段进行初期支护,以防塌落。然后装上枕木垛,用千斤顶对TBM进行姿态校正,之后再浇注混凝土置换,为使混凝土能承受撑靴的压力,混凝土必须浇注至起拱线。
4.6 断层破碎带涌水的处理
TBM掘进时,突发涌水会给施工带来严重影响,甚至危及人员及财产安全。因而,处理方案应坚持的原则为:预测先行,预防为主;防微杜渐,确保安全。一般可采用以下步骤、措施:
a. 掘进前:打超前钻孔,可结合破碎带探孔,探测钻孔出水量、水压;确定涌水点里程。打超前放水孔进行放水,放水过程中,时刻观察水压及水量变化,如水压减小,在做好排水系统的条件下,TBM继续掘进。如排水孔水压及水量不减,开挖后会造成工作面及侧壁坍塌或排水设施跟不上,必须采用注浆堵水。
b. 掘进后:对工作面的涌水或注浆后的剩余水量及时排离工作面。对侧壁的漏水采用挡遮、引排措施,保证喷混凝土质量。喷混凝土后,由于水压升高,有可能使一次支护破坏,则采用引排方法或壁后注浆法封堵。当水压过高,水量过大时,采用围岩注浆,将水填堵在围岩内部。
秦岭隧道I线工程出口段,对于断层破碎带的涌水采取了以下处理措施:
a. 围岩内只有微量渗水或局部滴水,一般采用无水地段处理办法。用锚杆钢筋网加格栅拱架的加强支护,并在拱顶设置草绳引水。
b. 在股状、线状出水段,加密透水管及草绳引排,再铺设无纺布和防水板,要求防水板粘贴紧密无缝隙,不允许射钉打穿防水板,采用抗渗透标号较高的防水混凝土,尽量减少施工缝,施工缝、沉降缝采用防水接头。考虑到岩石松软且发现拱顶有下沉现象,为避免围岩侵入衬砌限界,局部架设全圆钢拱架,间距1.8m。
c. 对于较大股状涌水的集中出水段,间隔打1.5～2.0m深排水孔,插入废旧橡胶管,通过软式透水管将水引到隧道底部的仰拱块中心水沟内排出或将水截住,开挖一导洞,通过Ⅱ线平导排水。软式透水管设置间距应加密,顶部铺设防水板,切实做好防排水工作。同时采用防水混凝土。喷射混凝土时,适当增加水泥用量,喷射手要掌握好速凝剂的掺量,并由远及近逐渐向有水地段喷射。
4.7 区域性断层的处理
对于大的区域性断层破碎带,为使TBM快速、安全通过这些地段,确保工期,一般可以先进行预处理,然后TBM掘进通过或直接步进通过。预处理的主要技术措施是对围岩进行帷幕注浆,以达到加固围岩和堵水的目的。
主要方案有:a. 中导洞钻爆法开挖、TBM扩挖方案。该方案先开挖中导洞,并通过围岩注浆达到加固破碎围岩和堵水的目的。当TBM到位后,扩大隧道断面通过。b. 全断面钻爆法开挖、TBM穿行通过方案。该方案以隧道中线为中心进行全断面开挖,根据支护结构形式和TBM穿行方式,确定相应开挖断面尺寸。施工中首先对围岩进行注浆加固止水,然后全断面开挖并进行初期支护,待掘进机到位后穿行通过。前者具有钻爆开挖量少、能尽量利用TBM快速掘进的优点。但是前提是帷幕注浆必须达到能使加固层围岩提高到III类以上的效果,而且要求帷幕有足够的厚度,只有这样才能满足中导洞只作喷混凝土临时支护的要求,否则将会造成TBM扩挖的困难和临时支护费用的增加。另外,中导洞与横通道的衔接部位也需进行处理,以满足支撑靴的受力,并且在与横通道交会位置进行扩挖时,刀盘将受到轴向偏心荷载的作用,对大轴承和外围刀具的工况都将产生不利的影响。后者则是完全应用钻爆法,TBM仅是步进通过。
秦岭I线采用维尔特TB880E开敞式硬岩掘进机施工,其处理软弱围岩的能力较差,为确
保TBM安全通过F
4断层及确保工期,对F
4
断层400m长度范围采取了预处理,提前用钻爆法全
断面开挖及衬砌,然后TBM步进通过。
a. 开挖:从临通及11通同时进行开挖,从横通道通过小导洞进入I线正洞后,再进行扩挖成形,开挖直径略大于TBM最大直径。正洞前50m采用三步微台阶逆作法施工,人工配合装载机出碴;50m后,组装简易台架,台架配合风钻全断面打眼爆破或小导坑超前爆破,装载机出碴。
b. 支护措施:本着短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测的施工原则,采取钢拱架支撑、超前锚杆支护的支护措施。钢拱架间距0.5m～1.0m,超前锚杆间距40cm,锚杆长3m,水平搭接不小于lm。拱架架设后,立即在拱腰和拱脚撑上横钢撑,同时迅速喷浆,封闭岩面。对于围岩变形严重坍穴较深处,立即喷灌混凝土回填以加强支护。对于断层中的破碎带采取管式注浆锚杆,预注浆加固拱部岩层。
引黄入晋工程通过特大断层破碎带时,采取了以下措施:a. 沿洞线方向开一个辅助巷道,巷道尺寸以有利于同时打眼和注浆的最小断面为宜。b. 注浆加固靠近掌子面的10m范围。
c. 由辅助巷道排水弃渣。
d. 在工作面上用钢筋及灌浆组成一个伞状保护拱。
e. 加固注浆完成后,TBM缓慢推进,适当降低功率和推力,根据发生的种种突然情况随时采取加固措施,
直至通过断层破碎带。
5 小结
快速、安全通过断层破碎带对于减少投资,缩短工期有着非常重要的作用。为此我们要作好以下工作:
a. 进行超前地质预报,准确预测前方破碎带的情况以便采取相应的措施。同时充分利用岩渣信息、导洞地质情况等综合判断前方的地质情况。
b. 工程技术人员要充分认识TBM施工开挖、支护的主要特点。掘进时,应根据不同的地质条件合理选用TBM掘进参数。
c. 配备一套完备的超前加固及易于操作的手喷混凝土系统,对前方不良地质进行预加固处理和及时封闭围岩以控制变形、控制坍塌扩延。
d. 采用合理的支护措施,提高通过不良地质地段时的支护速度。如对于局部坍塌地段可采用自加工钢支撑(格栅、槽钢拱架、加强格栅拱架等)代替钢拱架,既可提高支护速度,又可节省材料。
另外,还要作好各种准备工作,如各种材料、设备的准备工作以及人员培训工作等,保证掘进、支护等工作的快速高质量完成,使TBM顺利通过断层破碎带。
（注：本文部分数据出自水利水电部杭州机械设计研究所1986年3月的“硬岩掘进机对付不良地层的设备”资料；王梦恕,谭忠盛2000年10月的“TBM施工技术”资料.）
参考文献
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3杨永(译),全断面隧道掘进机在不良和劣质岩层中开挖隧道.隧道译丛,1989.6。
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6 陈永华. 隧道掘进机通过不良地质地段的主要技术措施. 铁科院1992年学术报告会论文集。
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
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、
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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，
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
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，
破碎带处理方案
目录 1概述 (2) 2施工原则 (2) 3超前地质预报 (2) 4施工方案、施工方法 (3) 4.1施工机械、材料的准备 (3) 4.2初期支护及辅助施工措施 (3) 4.3断层破碎带施工 (17) 4.4开挖 (17) 4.5初期支护 (17) 5施工组织措施 (17) 6安全事故应急准备及响应预案 (18)
1概述 洞库在踏勘过程中，共发现5条断裂及破碎带，破碎带发育规模较大。第一断裂破碎带（F1）为扭性断裂，地表产状为：走向N320E，倾向NW，倾角近陡立。影响带宽度约18-20米左右。第二条断裂破碎带（F2）为扭性断裂，地表产状为：走向N400E，倾向NW，倾角近陡立。影响带宽度约9-10米左右。第三条断裂破碎带（F3）为扭性断裂，地表产状为：走向NE，倾角近陡立。影响带宽度约9-10米左右。第四条断裂破碎带（F4）为压扭性断裂，地表产状为：走向N390E，倾向SE，倾角570。影响带宽度约2米左右。第五条断裂破碎带（F5）为压扭性断裂，地表产状为：走向N30E，倾向NW，倾角410，影响带宽度约2米左右。 2施工原则 断层段严格按“早预报、先治水、前支护、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测，步步为营，稳步前进”的原则组织施工。 3超前地质预报 采用开挖地质素描、超前钻杆、地质雷达进行超前地质预报。 4施工方案、施工方法 根据超前地质预报所揭示地质断层及地下水的水量情况确定采取超前锚杆、超前小导管预注浆、超前长管棚预注浆等方式对破碎带进行加固，锚
杆，需拱架支护时，应在洞外按照毛洞开挖尺寸提前制作拱架，钢拱架紧跟开挖施作，确保施工安全和工程使用安全。 4.1施工机械、材料的准备 根据设计单位提供的岩土工程勘察报告及开挖地质素描、超前钻杆、地质雷达进行超前地质预报的情况。施工机械、材料提前进场，确保进入破碎带后能够顺利进行施工。 4.2初期支护及辅助施工措施 （1）喷射混凝土 喷混凝土采用湿喷方式施做。 ①集料要求 粗集料：粒径不大于15mm。细集料：中砂或粗砂，细度模数大于2.5，含水率5％～7％。粗细集料符合现有规、标准的要求。 ②喷混凝土方法 采用湿喷工艺，工艺流程见湿喷混凝土工艺框（图4-1）。 喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产，搅拌生产混凝土时，按实验室确定的配合比严格控制。采用混凝土搅拌运输车直接运输至工作面。 ③主要施工技术措施和要求 喷射混凝土前处理危石，检查开挖断面净空尺寸，如有欠挖及时处理后再喷;在特殊地质地段，设专人随时观察围岩变化情况，当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时，先进行引排水处理。 施工机具布置在无危石的安全地带。 喷射前设置控制喷混凝土厚度的标志。检查电线路、设备和管路。 喷射前用高压水冲洗受喷面，当受喷面遇水易泥化时，用高压风吹净岩
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
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，
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
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。
破碎带安全施工方案示范文本
破碎带安全施工方案示范 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
破碎带安全施工方案示范文本 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、工程概况 1、工程设计概况 本项目为xxxxxxxxxxxxxXXXX标段，全线均为双向四 车道，整体式路基宽度为26.0m，分离式路基宽度为2× 13.0m。本 XX隧道左、右线起止里程均为K65+716～K66+230 （长链12.3m），长526m。隧道围岩地质情况较差，主 要为V级、IV级、Ⅲ级围岩，其中V级围岩为134m，占 隧道全长的26%；IV级围岩为256m，占隧道全长的 49%；Ⅲ级围岩136m( 按IV级围岩级别支护)，占隧道全 长的71%。 XX隧道右线起止里程K67+605～K69+700，长
2095m，左线起止里程ZK67+605～ZK69+7，长 2095m。隧道围岩地质情况相对较好，主要为V级、IV 级、Ⅲ级围岩，其中V级围岩为157m，占隧道全长的7%；IV级围岩为617m，占隧道全长的30%；Ⅲ级围岩为1318m，占隧道全长的63%。 2 、地质及地形 本合同段处于赣中南低山丘陵区域，山势非常陡峭，地形起伏较大，地面高程在134.7～746.5m之间。路线跨越低山丘，间夹溪流冲沟，地形起伏大，切割强烈，沟谷多呈“V”字型，植被发育。沟谷内有常年性流水及部分季节性流水，水流量随季节性变化。 区域地质条件较差，褶皱及断裂构造极为发育，且相互穿插切割，按其结构和延展方向可分为东西向构造体系、山字型构造体系和北北东向华夏系构造体系等三大构造体系。隧道区主要发育三组节理。地区地质表层为第四
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
盾构隧道穿越破碎带地段专项施工方案
盾构隧道穿越破碎带地段专项施工方案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
盾构穿越断层破碎带段专项施工方案 1、编制说明 为了保证盾构安全穿越江中断层破碎带，确保盾构在穿越破碎带施工中做到防漏、防冒、防沉和防抱死，特编制本方案。本方案的思路为：通过盾构开挖面泥水压力的控制及渣土量的管理，加强同步注浆以实现盾构安全、快速通过断层破碎带。 2、工程概况 秋水站～中山西路站区间线路从秋水站出发过赣江中大道后向南下穿赣江，至江南岸堤处以小曲率半径（R-360右线、R-350左线）转向东，下穿南昌市水电局办公楼后接至本区间终点中山西路站。区间最小平面曲线R=。本区间主要在赣江下穿行，隧道埋深～21.50米。 盾构在里程ZK11+840～ZK11+890处为F5断层破碎带，埋深约米。 3、工程地质情况 该地段局部岩层裂隙发育、岩体破碎，对隧道洞身稳定具不利影响；且此类破碎段同时也是区内基岩裂隙溶蚀水的相对富水区段，其透水性较好；由地勘报告可知，破碎段有贯通性裂隙与上部第四系孔隙水含水层连通，并透过孔隙水含水层与赣江水体相连，形成相互补排关系。 断层破碎带位置， 里程ZK11+840～ 图1 盾构隧道在江中浅覆土段相对位置图
4、盾构下穿F5断层破碎带技术措施 、准备工作 （1）泥水盾构施工前，配制一定比重、粘度、足够量的泥水供盾构循环使用，在掘进前，在泥浆槽里要制备施工所需的浆液。 （2）对盾构机各系统（特别是液压推进系统、各泵站的叶轮泵壳）进行检查，确保盾构机的工作状态，同时对泥水处理系统、空压机、行吊、电瓶车、装载机、叉车等关系到盾构机掘进的机械设备加强检查，以减少因设备故障造成的盾构机停机时间，确保盾构安全、连续、快速的通过破碎带。 主要技术措施及要求 在泥水盾构掘进过程中可能会出现开挖面失稳、注浆效果不佳、防水效果差等事故。为保证施工安全，拟采用以下施工技术措施： 1、在施工前对隧道范围内地质报告图进行复核，查明断层对施工的影响； 2、盾构在进、出破碎带前盾构应采取提高刀盘转速、减小刀盘推力的方式进行掘进；盾构在断层带推进时，按照“安全、连续、快速”的施工原则，通过正确操作盾构机，即严格泥浆制作工序，适当调高泥浆的密度、粘性和浓度，确保泥浆在强透水性地层中的造墙性和稳定性，采用“D”模式操作盾构机，防止开挖面出现坍塌等事故； 3、在进入破碎带前和穿过破碎带后，进行二次补助双液浆，形成止水环，确保地下水不会进入以完隧道与地层间的缝隙，防止隧道上浮。 4、同步注浆中选择水硬性浆材作为注浆材料，同时及时注入双液浆进行补强注浆。 （1）泥水处理系统的管理及控制要求 ①比重 泥水的比重是一个主要控制指标。掘进中进泥比重不应过高或过低，前者将影响泥水的输送能力，后者将破坏开挖面的稳定。因
断层破碎带支护方法
断层破碎带支护方法 加强施工支护，提高整体稳定是隧道通过断层破碎带时，最基本的施工要求。主要包括：加厚砼喷层厚度、加密加长锚杆、加强钢筋网、加密钢架间距，提高钢架强度和刚度等。 1、喷锚网联合支护 喷射砼是使钢架、锚杆、钢筋网组成统一受力整体的关键工序，它可以在围岩表面形成很薄的半刚性衬砌，并在短时间内达到平衡，从而把围岩本身转变成一种有效的承重结构。喷射砼具有良好的抗爆破震动和抗冲切性能，可很好的防止坍塌的产生。 为保证后续工序的施工安全，首先应对断层范围进行初喷砼施工，喷射厚度3～5cm，及时进行岩面封闭。之后对临近范围进行锚杆和钢筋网施工，锚杆直径22mm，单根长3～3.5m，呈梅花形布置，间距1.0×1.0m或适当加密；布设钢筋网片，网格间距20×20cm，最好为双层，并与锚杆焊接。 当断层在拱部出露范围较小时，可考虑在断层两侧施作径向锚杆，在断层范围用22mm钢筋编网，并与锚杆焊接牢固，喷射砼之后形成临时支护。如图2。 锚杆 钢筋网+喷射砼 断层带 图2 拱顶断层带的支护处理
2、钢架支护 钢架支护是通过断层破碎带时必不可少的措施之一。钢架支护可以加强初期支护，减少围岩变形，并为超前支护提供可靠的支点。 钢架间距根据每循环开挖进尺而定，要求“随挖而立”，初喷后立即进行钢架架设。钢架应尽量与掌子面抵紧，并与围岩密贴，不给围岩松弛以机会；钢架间距视断层带破碎程度，一般控制在0.5～1.0m，纵向连接采用Φ22螺纹钢筋或拉杆，环向间距0.5～1.0m，横向与系统锚杆焊接牢固，最后复喷砼至与钢架表面齐平，使其与锚杆、钢筋网形成统一的受力整体。 钢架类型应根据施工条件和围岩情况综合确定，对于承受围岩压力较大处，宜采用型钢钢架。推荐采用U型钢架，其连接方式是采用U型钢间一定长度搭接并用连接扣件压紧，根据开挖实际情况可适当调整搭接长度从而实现与围岩的密贴。当钢架背后与围岩间空隙较大时，应采用砼预制块或补喷砼填实。
隧道过断层破碎带区的超前探孔预测及施工方法
隧道过断层破碎带区的超前探孔预测及施工方法 摘要：介绍G7京新高速公路韩集段苏木山隧道隧区内发育的一条正断层，断层 的产状为125°∠50°，地质为上太古界集宁群（Ar31jn）片麻岩，断裂的破碎带宽 度约17m。为保证施工安全，通过导管的超前探孔进行判断，验证原监控预报的 相关数据，并进一步准确判定出该围岩破碎带的位置、宽度、围岩条件、地下水 情况。根据具体的探孔结合超前地质预报，选择更加有效、安全的施工方式及方法。为同类工程提供参考。 关键词：隧道断层、超前探孔、施工方法 1．前言 围岩破碎断层是隧道施工过程中较为常见的不良地质情况，他的存在，在不 同程度上破坏了岩体的连续性和完整性，大大降低了围岩的整体支护体系，对开挖、支护及其他工序的施工提出了挑战。更确切的说，断层破碎带分布区段处存 在围岩突变、夹层等，他的不稳定性，容易造成了出现塌方、突水、洞内泥石流 等灾害，更需要采取不同的施工工艺进行调整。断层破碎带处围岩的突变和不稳定，需要通过进一步的超前探孔预测、实地预测，进一步准确判定断层破碎带的 位置、宽度、围岩条件、地下水情况，为接下来的断层段采取不同施工方法提供 依据。 2．超前探孔预测方案确定 2.1根据施工可行性，施工进度、经济效益、结合现场实际条件综合比选， 确定施工顺序为：测量定位→安装导向管→机械就位→钻进。 2.2测量定位 在初支断面的周边施钻5个孔，施钻角度同路线纵坡，通过测量准确定位。 钻孔位置：先行导洞2个，后行导洞3个，具体位置如下图： 2.3安装导向管 超前探孔采用深孔施工，为准确定位钻孔轨迹，在掌子面设置导向管。用 Φ120mm风动钻机沿路线轴线方向打2米深的钻孔，纵坡同路线纵坡，然后灌满 砂浆，在砂浆初凝前将导向管装入，确保导向管定位准确及导向管与岩壁之间砂 浆填充密实。导向管采用Φ1106mm的无缝钢管，每根长度为2m，一端用速凝 水泥砂浆封住钢管与围岩的间隙，另一端安装耐高压阀门，可保证有效控制超前 钻孔涌出高压地下水。 2.4机械就位 超前钻孔采用轮胎式自行高效气动钻机进行。首先搭设满足操作要求的钻机 平台，并采用全站仪确定控制基准点，利用吊锤挂线和钻杆自身导向架导向措施，进行钻头、钻杆的位置调整，保证钻进轴线和导向管轴线重合。搭设的钻机平台 确保满足安全防护要求，并能够承受机具、材料、人员荷载的荷载。 2.5钻进 自行钻机钻进过程中，根据地质情况和机器性能确定相关的钻速及风压，保 证顺利钻进，避免钻进过快。过程中按照要求测定钻孔的角度、深度，及时发现 过程误差并进行纠正。根据钻机钻进的情况，可以确定相关的钻孔参数，钻渣性能，围岩情况，是否突水等情况，进行资料的详细记录，并根据要求留存钻渣样
断层破碎带施工作业指导书
断层破碎带施工作业指导书 断层破碎带是由于断层两盘相对滑动而使两侧岩层被错断磨碎，形成一个长条状与断层面方向基本一致的岩层破碎带。破碎带的宽度与岩性、断距及断层性质有关。破碎带中的岩石受断裂作用形成构造岩，按其破碎程度不同，构造岩有构造角砾岩、磨砾岩、糜棱岩和断层泥。 断层破碎带是隧道施工中常见的一种地质现象，如认识不够，施工不当，常会造成塌方，小则几米，大则几十米，不仅给隧道施工带来极大困难，而且延误工期，耗费资金，并且给隧道的施工和运营安全带来隐患。因此断层破碎带的施工必须制定安全、稳妥的施工方案，采取积极、有效的施工措施，切忌盲目冒进。 4.4.1断层的基本类型 按断层两盘相对位移关系，断层可分为正断层、逆断层和平移断层三种。 1、正断层沿断层岩面倾斜方向，断层的下盘相对上升，上盘相对下降的断层为正断层。正断层主要是地壳受水平方向张拉力和重力作用形成的。断层面倾角较陡，断层线较平直。 2、逆断层断层的下盘相对下降，上盘相对上升的断层为逆断层。逆断层主要是地壳受水平挤压作用形成的，断层两盘多闭合。
3、平移断层断层两盘沿断层走向线方向发生相对位移的为平移断层。断层面近于直立，倾角很陡，它是在地壳水平运动影响下，由剪切作用形成的。 4.4.2断层与隧道的相互关系 隧洞穿过断层地段，施工难度主要取决于断层的性质、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）。在其他条件相差不大的前提下，两者的相互关系直接影响到施工的难易程度、工艺和工期。 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，施工难度相对较小；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，应加强支护体系，及时封闭。 根据断层产状、宽度和隧道轴线的相互关系，隧道通过断层带时，大致可分为以下几种情况。