道路施工工程师高级职称论文发表范文

　　摘要：穿过隧道的断层及破碎带，给隧道施工带来很大的困难，本文重点介绍了三台阶七步开挖法在穿越隧道断层破碎带时的工艺原理、工艺流程及其操作要点。施工实践证明，该开挖法在隧道穿越断层破碎带时可行，对类似工程具有很好的借鉴意义。

　　关键词：断层,破碎带,三台阶七步,开挖法

　　1.工程概况

　　昆阳至玉溪铁路扩能改造工程二标段观音寺2号隧道全长1775米，多处受到断层破碎带影响，进口工区穿越观音寺断层，观音寺断层走向N360W，倾角SW 700与线路相交，带宽约100米，破碎带主要为断层角砾，胶结较差，其工程性能差，隧道施工过程中可能受突水、涌泥及洞顶坍塌、掉块甚至塌陷的危险。施工中采用三台阶七步开挖法顺利通过了观音寺断层。

　　2.工艺原理

　　按照\"管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测\"的十八字原则采取三台阶七步开挖法，有利于开挖工作面稳定，当围岩变形过大或突变时，可尽快调整闭合时间;配合小导管注浆预固结+全环钢拱架+挂网喷锚的联合支护复合衬砌处理方法，在围岩内部形成一个比较完整的承载体,从而保持围岩的稳定，结合防排水处理，减少对隧道的危害。

　　3.施工操作要点

　　3.1超前地质预报方法

　　(1)综合地质法

　　①地质调查法，充分利用洞室的掌子面与侧壁，主要进行地层岩性特征、断层破碎带以及影响带、裂隙密集发育带与构造挤压破碎带、软弱夹层带、岩性突变与底层界线等的产状、性质及发育程度、岩体破碎程度与充填情况、涌水突泥、塌方冒顶与围岩变形的部位、特征、方式与规模及其随时间的变化特征等的详细量测和地质素描，并绘制施工实时的地质图，在此基础上，对掌子面前方5~10m的地质条件进行预测预报。

　　②洞内涌突水的实时监测，洞室各涌突水点(掌子面钻孔、炮眼、岩溶管道涌水)的实时监测。监测内容包括：各涌水点的水温、水量、水压、水质等，各涌突水点位置、地层岩性、裂隙与岩溶发育特征等;洞室洞身涌水动态检测。监测内容包括：涌水点地质档案，涌水点空间分布、单点涌水量及其动态、涌出机制等。采取多种方法综合分析，对掌子面前方进行宏观预测预报。

　　(2)物探法

　　采用IDS地质雷达设备，点距0.1m，每道1024采样点，进行超前预报，利用发射天线向地下介质发射光谱、高频电磁波，当电磁波遇到电性差异界面时将发生透射、折射和反射现象，同时介质对传播的电磁波也会吸收滤波和散射作用。用接受天线接收并记录来自地下的反射波，采用相应的处理软件进行数据处理，然后根据处理后的数据图像结合工程地质及地球物理特性进行推断解释，对掌子面前方围岩性质、地质结构构造、围岩完整性、地下水和溶洞等情况进行预测，提供参考，提早为隧道开挖准备提供条件。

　　(3)超前钻探法：

　　超前探测30m，每循环搭接5m，验证中近距离物探超前探测的异常地段和排水降水。孔径为φ89m，开挖25m，采用钻孔台车钻孔，隧道断面设6个超前探孔，探孔终孔超出开挖轮廓线500~800cm。如图

　　3.2三台阶七步开挖法

　　通过超前地质预报，认真分析地质资料，查明断层的倾角，走向、破碎带的宽度，岩石破碎程度，地下水活动等有关有关条件，确定施工方法和制定施工措施。为了适应地质条件变化、保证开挖面工作稳定，同时确保安全和净空要求，采用三台阶七步开挖法。

　　(1)三台阶七步开挖法工艺：分七个开挖面，以前后七个不同的位置相互错开同时开挖，然后分部同时支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法，形成开挖及施作初期支护，混凝土仰拱紧跟下台阶及时施作构成稳固的初期支护体系。如下图

　　①第1部分开挖步骤：通过超前地质预报，确定围岩情况后，利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护;弱爆破开挖1部分，同时，每进尺1.2m～2m,Ⅴ级围岩地段掌子面喷5cm厚混凝土封闭;立即施工1部分初期支护，初喷砼4cm并架立钢架，用锁脚钢管固定;在钻设系统锚杆后进行复喷作业，使初支砼达到设计厚度。

　　②第2、3部分开挖步骤：在1部分完成一段距离后，弱爆破左右交错开挖2、3部部分;导坑周边部分初喷4cm厚混凝土，用锁脚钢管固定;在钻设系统锚杆后进行复喷作业，使初支砼达到设计厚度。

　　③第4、5部分开挖步骤：在3部分一段距离后，弱爆破左右交错开挖4、5部分;导坑周边部分初喷4cm厚混凝土，用锁脚钢管固定;在钻设系统锚杆后进行复喷作业，使初支砼达到设计厚度。

　　④第6部分开挖：如图所示，对第6部分分台阶。

　　⑤第7部分开挖：最后开挖第7部分，开挖后立即施作隧底周边部分混凝土及钢架，并复喷混凝土至设计厚度。

　　⑥浇筑仰拱及隧底填充(仰拱及隧底填充应分次施工)。及时做好监控量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性浇筑二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。

　　(2)关键技术及操作方法

　　①小导管施工：当断层宽度大，岩体极破碎时，采用注浆小导管和钢架超前支护，小导管全部采用φ42钢花管，长3.5m,厚3.5mm的热轧无缝钢管，环向间距0.4m，拱部设置，纵向间距2m。钢花管上钻注浆孔，孔径6~8mm，孔间距10~20cm，呈梅花型布置，尾部留长度100cm段作为不钻孔的止浆带。小导管注浆采用水泥砂浆，水泥浆液水灰比1：1，注浆压力0.5~2MPa,采用注浆机将砂浆注入小导管钢管内，初压0.5~1.0MPa，终压2MPa，持压15min后停止注浆。注浆量应满足要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍。

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