小议影响引水隧洞施工安全和围岩稳定的小构造

小议影响引水隧洞施工安全和围岩稳定的小构造
肖细假
摘要：本文以深圳大鹏支线供水隧洞为例，分析了小构造对隧洞施工安全和围岩稳定的影响。
关键词：围岩、小构造、钢拱架支护。
所有地下隐蔽工程，比如矿山巷道、交通隧道、水工隧洞其施工掘进必然会遇到各种各样影响安全和施工进度的不利地质条件。笔者依从事多年地下工程的施工地质经验认为，其中普遍而较多的不良地质条件就是小构造。
所谓小构造通常指断距小于5米的小断层。对于勘察阶段查明的大断层，往往事先会引起足够的重视，如超前预报和探测，掘进中的跟踪观测，或有专项应急预案。而对于施工中突然出现的小构造则难以预测，往往形成施工安全问题和对围岩稳定造成破坏。
笔者所参与的大鹏供水工程静态投资2.5亿，其中主体工程是4270米的隧洞。本文就隧洞施工中发生的几次对施工安全和围岩稳定造成影响的事例例举如下。
1支洞ZK0+099m小断层引起塌方
ZK0+018～ZK0+104m段原设计为Ⅲ类围岩，岩性为弱风化花岗岩。自ZK0+091m起见一组小断层，断层带宽1.5～2.0米，带间岩层变为强风化岩花岗岩，长石已风化成粘土状，浸水后手可掰开，现场改变围岩类别为Ⅳ类，按Ⅳ类围岩的支护方式，初期支护顶拱、边墙采用￠18mm,长2.5m随机锚杆和锁定锚杆，￠6mm钢筋网,网距20×20cm，喷砼10cm厚。在ZK0+099m又见小断层，断层带内的强风化花岗岩成粘土状砂，松散易碎，施工时断面上突然泻渣砸到一人，幸无大碍。现场确认后改定围岩类别为Ⅴ类岩，采用0.75m/榀钢拱架支撑，拱部设￠32mm,长3.5m钢插管作小导管注浆，喷砼20cm厚，使坍塌部位（主要是拱顶部位）与注浆后小导管共同形成稳定的支撑体，确保前方至少2榀间距范围内能起到稳定的初期支护作用，保证继续开挖进尺。
2主洞BK3+217m小断层塌方
2.1围岩情况BK3+280～BK3+200m段原设计为Ⅴ类岩，但自BK3+260m起围岩变好，到BK3+240m起按Ⅲ类围岩初支型式跟进垱头，系统及锁定锚杆采用￠18mm,长2.5m，间距1.0m，喷砼5cm厚。
2.2塌方情况
开挖到BK3+217m桩号前，垱头岩性为弱风化粉砂岩，岩层中厚层状，质硬，锤击反弹，现场判定Ⅲ类岩。到BK3+217m桩号位置，突见f8小断层，断层带宽0.4米，围岩岩性直接变为全～强风化岩，现场判定断距约10米。由于断层导水，产生大淋水，冲刷强风化岩造成洞顶塌方，跨高约7～8米，严重危及隧洞安全。塌方情况见图1.

图1 主洞BK3+217m小断层塌方：左图为塌方状况、右图为处理塌方。
2.3处理塌方措施
2.3.1由于塌方段岩石强度极低，并不时有无法自稳的掉块，现场及时采用纵向管棚支护，挡住塌落的土石，止住了洞顶部围岩失稳的掉块伤人，防止塌方的扩大，然后支设钢拱架，有原设计Ⅴ类岩的0.75m/榀加密到0.5m/榀。为防止拱顶上方空腔进一步扩大，采用从塌方洞口由下往上加注掺合早强剂的砼灰浆，加固了坍塌松散体，固结后形成暂时稳定的支撑体。
2.3.2注浆止住坍塌后，虽然塌方处仍在持续淋水，但已无进一步的坍塌掉块。遂将原Ⅲ类岩初支改为按Ⅴ类岩支护。其后为稳固洞体，在塌方段还加设立1m/榀，共5米长的I20工字钢钢支撑。
2.4塌方处理效果
在注浆和初支后，塌方处理结束，围岩趋于稳定，确保了塌方段的安全，垱头重新开挖进尺，按新奥法施工，上、下台阶开挖正常衔接，初支按现场鉴定的围岩类别进行。
3.结束语
由于勘探密度原因，事先难以查明的小构造往往形成对施工安全的威胁和对围岩稳定的影响，及时准确地判定小构造，对保证施工安全很有必要，同时也能降低工程投资。
参考文献：
DL/T5181-2003《水利水电工程锚喷支护施工规程》
DL/T5109-1999《水利水电工程施工地质规程》