摘要：介紹了大茅隧道構造裂隙及其影響帶的治理方案及施工技術，為今后隧道裂隙的治理提供了可借鑒的經驗。
關鍵詞：構造裂隙；治理方法；施工技術
引言
大茅隧道位于海南省三亞市境內，分左、右線兩條隧道。隧址區位于陵水19所緯向深斷裂南側，構造運動主要表現為：印支期以酸性巖侵入活動為主、燕山期以強斷裂作用及酸性巖侵入為主，斷裂和侵入巖脈十分發育。
通過對左線隧道ZK 296+530上半斷面揭露的圍巖地質分析，該段地質狀況較為復雜，用KDI-3型礦井地質雷達探測，發現開挖面向前18.5 m范圍內有兩條大的構造裂隙，裂隙走向為74°，與隧道軸線夾角48°，裂隙處涌水量達130 L/min.主要原因是由于侵入體古老，又受歷次構造運動的影響，巖體破碎，地層中松散殘留堆積物與巖體雜亂分布，形成多條斷層破碎帶，斷層中分布的上層滯水和潛水匯集形成了較大的涌水量。雖然山體巖石以花崗巖為主，但巖石中還含有較多的長石，長石因位于富水帶，多數已風化成高嶺土，吸水性強，含附水飽和，并夾裂隙水和泥沙，一經擾動極易液化，呈泥漿狀涌出。裂隙的存在使圍巖完全喪失自穩性和承載力，同時有產生動壓的可能，因而裂隙的治理成為工程施工的一個關鍵技術環節。
1 裂隙極其影響帶的治理方法
裂隙的治理應該以保證安全為前提，以經濟合理和方案可行為基礎。總的治理原則是：阻止流沙涌出、先穩、預支，再進行初期支護。
首先，對已暴露出的裂隙，要采取措施阻止向外涌流沙，防止裂隙空腔進一步擴展；對工程施工中的開挖面應及時噴射混凝土進行封閉，打設注漿導管，并注漿加固圍巖；然后，采用工字鋼拱架、噴錨網作為初期支護體系，經檢測巖體開挖面穩固后，再進行噴射混凝土施工。
2 治理方案的確定
對于這種自穩性極差的圍巖，首先考慮的是對圍巖進行注漿加固，以增強其穩定性，然后考慮加強初期支護。
2.1 封閉開挖面，泵送混凝土回填裂隙
在已暴露的裂隙口，預埋Ф155 mm×3 m的混凝土輸送管（輸送管口盡量靠近已塌空的裂隙頂部）和3根Ф100 mm的軟式彈簧透水管，然后噴射200 mm厚的C 20混凝土封閉開挖面。待以上工作完成后，使用混凝土輸送泵對裂隙內泵送C 20混凝土。為增加混凝土的流動性，混凝土骨料粒徑宜控制在50～150 mm.
2.2 超前注漿小導管
根據實際地質情況，本著經濟合理的原則，每循環打設兩排小導管。小導管采用Ф42 mm的無縫鋼管，鋼管長5 m，間距0.4 m.第一排沿開挖輪廓以2°～5°外插角打入。第二排在第一排間隙處打入，外插角30°～45°。第一排導管起止水阻漿的作用，第二排導管的作用是注漿固結開挖輪廓以上的圍巖，使開挖輪廓3 m范圍內形成承載拱。
2.3 漿液制備
因開挖面涌水量大，而且裂隙內含泥沙，因此，必須采用能止住水且凝固快的水泥-水玻璃雙液漿，其配制方法見表1.
表1 水泥-水玻璃雙液漿的配合比
品名 理論配合比 用量/（kg/m3） 注漿壓力/MPa 425水泥 1 500 0.5～2水玻璃溶液 0.6 300水 1 500
2.4 開挖方法
為防止掌子面坍塌，采用臺階分步法開挖，即留核心土，先開挖上弧導。弧導高度1.5～1.7 m，每循環開挖進尺0.5 m.開挖完畢，即噴射混凝土封閉開挖面，進行立拱架、噴錨網施工。下半斷面的施工支護方法是先在上半斷面初期支護拱腳處打設雙排注漿小導管（導管長4 m，間距0.5 m，呈梅花形布置），然后注漿。24 h后，進行半邊開挖，開挖進尺0.5 m，并及時進行拱架和噴錨網支護。
2.5 鋼拱架及噴錨網支護
鋼拱架由I 20b工字鋼加工而成。上半斷面有4個單元，單元與單元之間采用20 mm厚的A3 鋼板作聯接板并用高強螺栓連接。鋼拱架與鋼拱架之間的間距為0.5 m，采用Ф22 mm螺紋鋼連接，連接筋間距0.5 m.拱架內、外輪廓焊接Ф8 mm圓鋼組成的雙層鋼筋網，網格間距0.2 m×0.2 m.鋼筋網與鋼拱架焊接牢固后，沿徑向打設間距0.5 m×1 m、長3.5 m的錨桿，端部焊接在鋼拱架上。待鋼拱架、鋼筋網、系統錨桿施工完畢，即可進行噴射混凝土施工。
3 施工工藝
3.1 小導管施工工藝
選用節長5 m或4 m的鋼管，加工成鋼花管（即在管壁四周以250 mm間距鉆Ф10 mm的注漿孔，端部留1 m不鉆），鋼管頭加工成尖錐形，采用風動鑿巖機鉆孔和頂管，鉆進過程中，掌握好鋼管的偏斜度，注漿時以自下而上順序注漿。
3.2 注漿施工工藝
注漿前先對開挖面作止漿墻，厚度≮50 mm，注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿，水、水泥、水玻璃體積比為1：1：0.5，采用BW-250/50型注漿泵進行注漿。注漿時，如發生漿液從其它孔流出的現象，則應在串漿孔口處安裝止漿塞，待該管注漿時再拔下止漿塞，并以高壓風和高壓水清洗管內雜物，然后再注漿，直至全部終孔。
3.3 安裝工字鋼架
首先，在洞外按設計尺寸將工字鋼架加工成型，試拼后，分片運往洞內。在施工作業平臺上，對拱架進行安裝架設，焊接聯接。安裝前應先檢查開挖斷面有無侵限部分，在對侵限部位處理后進行測量放樣，確定拱架、拱腳位置及拱頂標高。
4 注意事項
4.1 必須建立監控量測系統，及時檢測、分析和處理量測數據。在初期支護施工的同時，每隔5 m埋入錨固件，采用圍巖收斂儀進行周邊位移收斂量測，拱頂采用精密水平儀懸掛鋼尺觀測拱頂下沉量。量測后經對數據進行整理，將位移隨時間變化的時態曲線進行回歸分析處理，監視時態曲線的變化規律。如果發現異常，應及時對已開挖的下斷面進行二次襯砌施工，若下半斷面尚未完成，則應加強初期支護。
4.2 在架設工字鋼拱架過程中，如果工字鋼不能緊靠初噴混凝土面，背后超挖部分應使用C 20噴射混凝土回填密實。
4.3 在下半斷面開挖中，嚴禁采用先拉中槽、后挖馬口的施工方法。采用半邊開挖時，應及時對開挖面進行噴射混凝土封閉。
4.4 下半斷面開挖支護完畢，應及時施作仰拱，盡早封閉成環，防止由隧底涌沙冒水。
5 結語
在大茅隧道左線施工中，由于采用了超前注漿導管預注漿的輔助施工方法和鋼構噴錨網的支護體系，才成功地穿越了K296+511.5～K296+530段構造裂隙，防止了類似右線隧道的塌方冒頂事故發生。既保證了工程質量和施工安全，又提高了施工效率，取得了很好的效果。
