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分析高原隧道工程中穿越斷層破碎帶的施工技術(shù)
本論文是一篇關(guān)于高原隧道工程中穿越斷層破碎帶的施工技術(shù)的優(yōu)秀論文，希望歲各位讀者有幫助。
摘 要：本文首先闡述了高原地質(zhì)條件對隧道工程施工的影響，進(jìn)而分析了斷層破碎帶與隧道工程的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上對高原隧道工程穿越斷層破碎帶的施工技術(shù)進(jìn)行研究。期望通過本文的研究能夠?qū)μ岣咚淼拦こ探ㄔO(shè)質(zhì)量有所幫助。
關(guān)鍵詞：高原 隧道 斷層破碎帶 施工技術(shù)
1.高原地質(zhì)條件對隧道工程施工的影響
高原地理環(huán)境對隧道工程的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：其一，對隧道使用功能的影響。當(dāng)隧道穿越高原當(dāng)中的富水層或是巖溶裂隙發(fā)育地段時，若是防排水措施不當(dāng)，則會導(dǎo)致襯砌漏水，這樣一來不但會對隧道內(nèi)的通風(fēng)、照明、監(jiān)控等電氣設(shè)備的使用造成影響，而且在寒冷的冬季，還會使隧洞內(nèi)壁掛冰、路面結(jié)冰，運營條件會極度惡化，嚴(yán)重影響了隧道的使用功能;其二，會對隧道的襯砌結(jié)構(gòu)造成影響。在高原地區(qū)的隧道工程中，若是圍巖中的地下水未能及時排出，當(dāng)冬季來臨時，則會導(dǎo)致水體凍結(jié)，從而對隧道襯砌結(jié)構(gòu)帶來凍脹破壞，到夏季時凍結(jié)融化會使圍巖形成漿融圈，這種現(xiàn)象多出現(xiàn)在隧道的洞口位置處，這會對隧道的結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞。所以在高原地區(qū)進(jìn)行隧道工程建設(shè)時，必須對各種影響施工的因素進(jìn)行綜合分析，并采取有效的措施加以解決處理，以此來確保隧道工程的整體施工質(zhì)量。
2.斷層破碎帶與隧道工程的關(guān)系
在對斷層破碎帶與隧道的關(guān)系進(jìn)行研究前，首先應(yīng)當(dāng)對斷層的基本類型加以明確，根據(jù)斷層兩盤相對位移的關(guān)系，大體上可將斷層分為以下三種類型：其一，正斷層。此類斷層主要是指沿著斷層巖石面的傾斜方向下盤相對上升，上盤下對下降的斷層。這類斷層的形成主要與張拉力和重力有關(guān)，其斷層面的傾角相對比較陡峭，斷層線以平直居多;其二，逆斷層。此類斷層具體是指下盤相對下降，上盤相對上升的斷層，多數(shù)都是在地殼擠壓作用下形成的，斷層的兩盤多數(shù)都處于閉合狀態(tài);其三，平移斷層。此類斷層則是指兩盤沿著斷層走向發(fā)生相對位移，斷層面近乎于直立，傾角較陡，一般都是在地殼水平運動過程中，在受剪切力的作用下而形成的。
2 . 1斷層破碎帶
斷層破碎帶主要是因為斷層兩盤在相對滑動的過程中，使兩側(cè)的巖層遭受擠壓作用而破碎，進(jìn)而形成的長條狀且方向一致的破碎帶，它的寬度與巖石的性質(zhì)、斷層距離以及斷層性質(zhì)等因素有關(guān)。按照破碎帶中巖石的破碎程度可將之分為角礫巖、斷層泥、磨礫巖等幾種類型。
2 . 2斷層破碎帶與隧道的關(guān)系
當(dāng)隧道工程穿越斷層地段時，隧道施工難度的大小一般取決于斷層的性質(zhì)、破碎帶結(jié)構(gòu)中巖石的破碎程度、含水性以及斷層活動性等因素。當(dāng)施工策略、機(jī)械設(shè)備等條件相差不大時，斷層破碎帶與隧道之間的關(guān)系直接影響施工難度和工期。通常情況下，當(dāng)隧道的軸線無限接近于垂直構(gòu)造的方向時，且斷層規(guī)模較小、寬度不大、含水量較低時，施工難度較小;如果隧道的軸線與構(gòu)造方向斜交或是平行時，隧道穿越破碎帶的長度會隨之增大，并且會伴隨出現(xiàn)較為強(qiáng)大的側(cè)壓力，為了確保施工安全，此時必須對隧道支護(hù)體系進(jìn)行加強(qiáng)，并及時進(jìn)行封閉。
3.高原隧道工程穿越斷層破碎帶的施工技術(shù)
在高原隧道工程建設(shè)過程中，時常會遇到穿越斷層破碎帶的情況，為了確保隧道施工順利進(jìn)行，必須采取合理可行的施工技術(shù)，下面對此展開詳細(xì)論述。
3 . 1施工策略
(1)超前地質(zhì)預(yù)報。在隧道開挖穿越斷層破碎帶時，常常會出現(xiàn)坍塌、突水等理由，為了保證施工安全、有序進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)在隧道施工過程中，采用超前地質(zhì)預(yù)報。該策略是確保隧道穿越斷層破碎帶施工安全的有效途徑之一。應(yīng)當(dāng)對穿越斷層破碎帶的隧道進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，并按照隧道已有的勘察資料和隧洞內(nèi)開挖作業(yè)面的地質(zhì)描述，借助相關(guān)工具，對作業(yè)面前方的地質(zhì)情況進(jìn)行推測，同時，在隧道開挖的過程中依據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報的實際情況進(jìn)行隨時補(bǔ)充，借此來了解即將穿越的破碎帶的位置、寬度等情況，制定有針對性的施工技術(shù)措施，確保施工順利進(jìn)行。
(2)加固圈。這里所指的加固圈就是利用超前小導(dǎo)管+水泥漿液在隧道拱部120度范圍內(nèi)的四周形成強(qiáng)度與厚度足夠的加固拱，借此來提高圍巖自身的承載能力和穩(wěn)定性。
(3)正臺階法。這是隧道穿越破碎帶時較為常用的一種開挖策略，在開挖過程中，要遵循短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)的開挖原則，上下臺階的高度差應(yīng)當(dāng)合理，并采取左右交錯的方式進(jìn)行開挖。同時，要制約好兩個臺階之間的縱向距離，這樣有助于極早落底。此外，開挖之后，要盡可能減少圍巖在外界環(huán)境中的暴露時間，及時進(jìn)行初期支護(hù)。
(4)初期支護(hù)。常用符合設(shè)計要求的混凝土對隧道掌子面進(jìn)行初噴封閉，隨后采用工字鋼制作鋼拱架，并在縱向上用鋼筋進(jìn)行連接。
3 . 2施工技術(shù)要點
(1)導(dǎo)管布設(shè)。在施工中，確保小導(dǎo)管的布設(shè)位置與角度符合設(shè)計要求是比較重要的環(huán)節(jié)，其橫斷面布置的情況如圖1所示。同時，可采取鉆孔打入法對小導(dǎo)管進(jìn)行施工。
(2)漿液施工。對于巖體破碎程度較為嚴(yán)重、裂隙較為發(fā)育、空隙較大的圍巖而言，采用超前預(yù)注漿的策略進(jìn)行施工存在一定的難度。在具體施工過程中，預(yù)防漿液大量流失、制約注漿液是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是確保加固圈安全、穩(wěn)定、可靠的有效途徑。小導(dǎo)管注漿操作的施工工序如圖2所示。
�、僮{參數(shù)的合理確定。在工程沒有特殊要求的前提下，小導(dǎo)管施工的水泥漿液水灰比可以確定為0.8-1.0左右，水玻璃的濃度為30-35左右，兩者混合后的體積比為1：0.3-1：0.8，注漿壓力最小不得低于0.5MPa，最大不得超過2.0MPa。
�、谧{準(zhǔn)備。在正式注漿前，應(yīng)當(dāng)先對注漿管路進(jìn)行認(rèn)真檢查，借此來確保管路通暢、機(jī)械性能良好。當(dāng)各項準(zhǔn)備工作全部完畢之后，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場注漿試驗，從而確定最佳的注漿參數(shù)，并以此為依據(jù)進(jìn)行施工。
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