賈海偉JⅠA Hai-wei；裴桂峰PEⅠGui-feng

（中國水利水電第十二工程局有限公司，杭州 310000）

1 工程概況

大雪山隧道位于云南省迪慶州格咱鄉(xiāng)境內(nèi)，滇、川、藏三省區(qū)交界處，按單洞雙向行駛設(shè)計，隧道洞室凈空8.5×6.5m，起訖樁號：K125+830～K127+950，長2120m，軸線進口走向方位約3°，出口走向方位約11°。進洞口設(shè)計標高3931.23m，出洞口設(shè)計標高3977.61m；隧道最大埋深約453m，位于K126+926。隧道最小埋深約為14m，位于隧道進出口，隧道山體進出口附近無公路通往，交通不便利，隧道進口為端墻式洞門，出口端為削竹式洞門洞內(nèi)設(shè)置4 處緊急停車帶。

2 水文地理情況

隧道區(qū)氣候主要受季風和急流氣流的交替控制，干濕季分明。境內(nèi)深谷高山地形，氣候隨海拔高度而不同，屬高山亞寒帶六個氣候帶。隧道范圍受歷年東風主導，平均年度風速度為2.0m/s。氣溫年差小，年平均氣溫為0℃，海拔5000m 以上的雪山年平均氣溫-8～-10℃。

1958～2000 年歷年極端低氣溫-16.4～-27.4℃，歷年平均-20.1℃。極端最低氣溫-27.4℃（1982 年12 月27 日），極端最高氣溫26.6℃（1988 年6 月28 日）；年降雨介于800~1400mm，平均945mm。

3 地質(zhì)構(gòu)造

隧道位于處青藏高原東南邊，橫斷山脈中段，以工程區(qū)大地構(gòu)造部位處于松潘-甘孜褶皺系的玉樹義敦褶皺帶內(nèi)，仍為滇藏地槽區(qū)的一部分。經(jīng)歷了加里東期、印支—燕山期、喜馬拉雅山期等三個構(gòu)造運動階段。構(gòu)造行跡表現(xiàn)為南北向及北西向構(gòu)造體系為主，尤以南北向斷裂占優(yōu)勢，北東向及東西向斷裂雖存在，但多數(shù)斷距不大，其中除部分東西向斷裂外，相當多的一部分北東向斷裂乃系南北向或北西向斷裂的派生產(chǎn)物。影響隧道的構(gòu)造主要有翁水向斜和翁水斷裂。

翁水向斜（6），隧道位于翁水向斜的西翼，向斜產(chǎn)狀不對稱，向西部倒轉(zhuǎn)，內(nèi)核部分揉皺較嚴重。翁水斷裂（F1），隧道位于斷裂東側(cè)300m 處，隧道走向近乎于斷裂平行，斷裂面產(chǎn)狀西傾，傾角70°，西盤地層逆沖并導致翁水向斜向西倒轉(zhuǎn)，沿斷裂帶構(gòu)造擠壓強烈，巖層破碎，地貌上有斷層崖顯示，為一壓扭性質(zhì)的高角度逆沖斷層，其中隧道于K126+700 處于翁水的次級斷裂正交，該次級斷裂為一平移斷層。據(jù)《云南省區(qū)域活動斷裂圖》，翁水斷裂不是全新世活動斷裂，因此隧道設(shè)計不考慮全新世活動斷裂的影響，但受斷裂影響，巖體破碎，地下水豐富。

4 隧道突遇斷層情況

2020 年某天晚上10 點半左右大雪山隧道進口掌子面樁號K126+313 處發(fā)生塌方，掌子面完全被垮塌巖石塞滿，通過對隧道進行詳細查看和測量，檢查出塌方段的初期支護損壞程度和影響范圍，分析斷層帶可能的發(fā)展走勢等，掌子面塌落的巖石十分破碎，第三方檢測雷達探測檢測掌子面及頂拱無空腔，但掌子面至K126+338 圍巖較軟，呈松散結(jié)構(gòu)，完整性差，初步推斷該區(qū)域為一破碎帶，洞頂?shù)乇憩F(xiàn)場為滑落堆積體，位于常年沖溝附近，地質(zhì)條件極差。

根據(jù)相關(guān)資料大雪山隧道斷層帶分布在K126+580~K126+640 段落，但在K126+313 突然提前遭遇斷層帶，工程馬上暫停施工，撤離施工人員，啟動應(yīng)急預(yù)案。

5 斷層帶處理方案

①樁號段K126+313 起，由Ⅰ18 型鋼@75cm、二次襯砌厚度45cm 防護形式變更為Ⅰ18 型鋼@50cm、二次襯砌厚度50cm 襯砌結(jié)構(gòu)進行加強；另外超前小導管施工變更為雙排，參數(shù)為?42×4mm，L=4.5m，環(huán)向間距40cm（每環(huán)小導管為62 根），縱向間距為1.0m（即搭接長度為3.5m）；鎖腳錨桿變更為鎖腳錨管，其余支護參數(shù)均按設(shè)計圖襯砌類型S5a 的要求施工。

②開挖嚴格按照環(huán)向開挖留核心土法施工，開挖進尺每循環(huán)按不大于0.5m 實施。

③已完成初期支護段樁號K126+310 處新增一環(huán)雙排小導管62 根（參數(shù)為?42×4mm，L=4.5m，環(huán)向間距40cm）進行加固處理，防止此段已施工的鋼拱架發(fā)生變形。

④為保證施工安全，從K126+300 位置開始向前澆筑仰拱時先按照每3m 一段澆筑，一直到塌方段渡過巖層穩(wěn)定恢復正常工藝。

6 施工方法

6.1 總體施工程序

隧道斷層帶處理程序為：超前支護（?42×4mm，L=4.5m，環(huán)向間距40cm 雙排）→環(huán)向預(yù)留核心土開挖→Φ8鋼筋網(wǎng)安置→Ⅰ18 型鋼@50cm 按置→噴射混凝土→仰拱施工→雙層排水板按設(shè)→二襯施工（包括鋼筋架設(shè)、臺車安裝、混凝土澆筑及養(yǎng)護等），詳見圖1 隧道斷層帶處理施工工藝流程圖。

圖1 隧道斷層帶處理施工工藝流程圖

6.2 斷層帶超前支護

6.2.1 超前小導管注漿

大雪山隧道K126+310-K126+333 斷層破碎帶超前支護拱部采用兩排Φ42 超前小導管支護，一種布置形式為環(huán)向間距40cm，縱向間距400cm，小導管長度4.5m，鋼管以15°外傾角打入圍巖，另一種布置形式為環(huán)向間距40cm，縱向間距400cm，小導管長度5.54m，鋼管以25°外傾角打入圍巖；邊墻采用單排A25 中空注漿錨桿支護，橫向距離0.50m，豎向距離1.00m，中空注漿錨桿長度3.5m，錨桿以15°外傾角打入圍巖，超前小導管施工工藝流程見圖2。

圖2 超前小導管施工工藝流程圖

6.2.2 超前小導管支護要點

①鋼管的型號、質(zhì)量和規(guī)格等應(yīng)符合設(shè)計和規(guī)范要求。

②超前導管與鋼支撐架聯(lián)合使用，超前導管從鋼架底部通過，導管尾部與鋼支撐架焊接牢固。

③小導管進入鉆孔內(nèi)的長度不得少于圖紙規(guī)定長度的95%。

④鋼管外直徑的尺寸根據(jù)設(shè)計及鉆孔孔徑選擇，外徑一般比鉆孔直徑小2cm，管壁按照設(shè)計要求交錯鉆眼。

⑤超前小導管縱向兩組間應(yīng)有大于1m 搭接長度。

⑥小導管施工外插角為15°和25°。

⑦鋼管進入鉆孔需外露部分多余長度，用于連接注漿管道，同時采用水玻璃與42.5 水泥（比例需經(jīng)現(xiàn)場試驗確定效果）攪拌物將導管與孔壁接縫部位封堵，防止漏漿。

⑧小導管注漿配合比應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗確定，水灰比為1∶1，水玻璃占混合物體積比5%，灌漿壓力確定為0.5～1.0MPa，注漿完成后4h 后方能開挖，開挖時，保留1.5m 的止?jié){墻，防止下一孔口跑漿。

⑨壓力灌漿結(jié)束后，根據(jù)檢查鉆孔芯樣或聲波探測結(jié)果進行分析，如果沒有達到要求，需要進行補充灌注。

6.3 隧道斷層帶開挖

斷層帶在超前小導管支護完成后，采用環(huán)形預(yù)留核心土的方法進行開挖，本工程將開挖面分成環(huán)形部分（圖中的1，2，3）、中間核心土（4）、下部臺階（5）等三部分，根據(jù)開挖面的尺寸，環(huán)形拱部分成3 塊交替開挖，具體施工時，主要采用機械配合人工開挖，布設(shè)逃生管道等安全措施，同時安全人員加強安全警戒，以便發(fā)現(xiàn)危險源頭，立即要求施工人員進行撤離。

圖3 V 級圍巖預(yù)留核心土開挖順序圖

6.4 鋼筋網(wǎng)安裝

鋼筋網(wǎng)在鋼筋廠加工，鋼筋網(wǎng)片尺寸以方便加工、運輸、組裝為主，在隧道內(nèi)由工人按設(shè)計要求拼裝。鋼筋網(wǎng)按開挖面具體情況鋪設(shè)，保持適當保護層厚度，采用點焊固定在鋼支撐和錨桿外露部分上，防止鋼筋網(wǎng)在噴射時移動。開挖面上射混凝土一層混凝土后才能鋪掛鋼筋網(wǎng)片。

6.5 型鋼拱架按設(shè)

型鋼拱架在規(guī)劃的加工場內(nèi)加工，加工前鋼架按設(shè)計單元，按1∶1 比例放樣，確定主要桿件下料尺寸。在加工場內(nèi)布置1∶1 胎模工作臺，按單元制作，運至現(xiàn)場安裝。各單元使用鋼板加螺栓進行加固連接。加工時，確保長短準確，圓弧部位線性圓順；連接（焊或搭接）長度滿足設(shè)計規(guī)范；連接時，沿鋼支撐鋼架兩側(cè)向中間對稱焊接，接頭部位保證相鄰鋼架軸線一致，如果采用螺栓連接，栓孔位置要保證連接軸線一致，接頭緊密合縫。拱架要試拼，確保沒有扭曲或者翹曲現(xiàn)象。

工字鋼架利用定位胎架焊接成型，利用冷彎臺座逐榀彎制胎型，用接頭鋼板進行試拼，試拼確定加工成品滿足施工要求后，保存在臨時存放場備用。

鋼架用板車運輸進洞，工人逐榀連接，必要時采用裝載機配合安裝。安裝時使鋼拱架間的連接板確保緊密，不留有縫隙，鋼架軸線豎直對正，誤差超過規(guī)范要求或焊接不合格的鋼架不能用。

拱架施工工作內(nèi)容包括測量放樣定位、準備工作和隧洞內(nèi)連接安置。

定位測量：準確地定出安設(shè)于曲線上的每榀鋼架的位置。先測出線路設(shè)計中線位置，標定里程，然后再測定其橫向位置及高度。

如果鋼拱架布置在隧道曲線位置，應(yīng)按該點的法線方向進行布置。隧道直線段，鋼拱架安設(shè)方向與道路中線垂直即可。

準備工作：加工好的鋼支撐架分單元放置，輸運前進行編號，安設(shè)前再次確定樁號內(nèi)鋼拱架的型號及尺寸，及時處理欠挖侵空部分，保證鋼架安設(shè)。鋼拱架拱腳或墻腳墊板下的松碴必須清除干凈，墊板要設(shè)置在硬巖上，軟弱地質(zhì)部位，需進行水泥漿處理或墊鋼板，房子拱腳沉降，保證拱墻腳處于水平狀態(tài)。鋼支撐拱架與巖石開挖面之間應(yīng)安設(shè)異性墊塊，復噴混凝土包裹，確保鋼架與巖面密貼及受力良好。

鋼架安設(shè)：鋼拱架按設(shè)計間距進行布設(shè)，鋼支撐架與封閉砼之間需貼緊。在安設(shè)過程中，當鋼架與圍巖之間間隙較大時，需設(shè)置墊板，鋼架間采用縱向鋼筋焊接，成為縱向焊接體系，改善不利的受力狀態(tài)，確保結(jié)構(gòu)安全。

鋼支撐拱架安設(shè)后，與其能相連接的錨桿尾部進行焊接，使他們形成整體結(jié)構(gòu)。分段分部位開挖法施工，鋼拱架拱腳需完成鎖腳錨桿施工，錨桿打入方向與巖面垂直，與鋼架焊接牢固。

6.6 噴射混凝土

大雪山隧道噴射混凝土等級為C25 早強混凝土，施工前開挖面進行清理及松動石塊檢查，先復核中線及高程，在確保中線高程準確后，用斷面儀檢測開挖斷面，認真做好記錄。

用TSP-9 型噴機進行噴射施工。噴射混凝土分段、分片自下而上順序進行。噴射時，噴嘴正對受噴面作均勻順時針方向螺旋形劃圈轉(zhuǎn)動，以使混凝土噴射密實。噴射路線按分部位、分施工段“S”形運動，噴嘴做圓周運動，圈與圈之間有1/3 搭接。噴射時，控制好風壓力、水壓力及與噴射面的距離，合理選擇分次噴射厚度。

6.7 防水板卷材安設(shè)

隧道襯砌防水使用復合防水卷材，用熱風雙焊縫施工工藝，防水層沿隧道復合襯砌段全長及全環(huán)布置。

防水卷材在鋼筋臺車上進行安設(shè)。要求基面平整，無尖銳石子，鋼管，鋼筋，鐵絲等凸出物存在，局部不平的地方用噴射砼或水泥漿抹平。

鋪設(shè)初期支護面平整度符合要求后，先進行無紡土工布的鋪設(shè)，無紡土工布緊貼初支施工面上，可采用射釘固定，為防止損壞無紡布，釘與布間設(shè)襯墊；無紡土工設(shè)置好以后，在隧道拱頂放出中心線，將預(yù)先卷好的EVA 防水卷材沿隧道內(nèi)面環(huán)向布設(shè)?？v向方向無釘連接，前后兩層搭接或焊接的長度不小于0.1m，用熱熔連接器兩道粘合，留出加壓孔道；環(huán)向?qū)⒎浪聿匿佋跓o紡土工布外，并連接襯墊處防水卷材與無紡布。

防水卷材吊掛前，為防尖物刺破做好以下工作：

①凸出的鋼筋頭等鐵件，先切斷，后錘平并抹砂漿防護。

②清除噴混凝土表面的凸出石等尖物，并找平使表面平整圓順。

6.8 二襯施工

大雪山隧道混凝土襯砌跟隨開挖同步進行施工，施工順序同開挖順序，隧道斷層帶邊頂拱混凝土主要采用鋼模臺車立模，型鋼結(jié)構(gòu)支撐，鋼模臺車采用兩節(jié)4.5m 長共9.0m 長?；炷了竭\輸使用10m3專用砼運輸車，HBT60混凝土泵泵送入倉的方法施工。鋼模臺車和鋼筋臺車留設(shè)5×5m 的行車通道。配設(shè)1 套自制輕型鋼筋臺車進行鋼筋綁扎施工。除隧洞縱向分縫按照設(shè)計結(jié)構(gòu)縫位置設(shè)縫外，其余則按照9m 為一個施工縫。水平施工縫設(shè)在底座與邊頂拱交點轉(zhuǎn)折處。

7 工程實施實體效果

大雪山隧道雖然突遇斷層帶，但在項目建設(shè)各方有力的處理下，按照段進尺、強支護的指導思想，制定了科學合理的處理措施，在該段施工中再未出現(xiàn)大面積塌方事故，順利度過斷層帶，效果良好，確保了施工質(zhì)量、安全、進度。

8 結(jié)語

大雪山隧道斷層帶施工，警示我們在隧道施工中必須做好地質(zhì)超前預(yù)報，結(jié)合施工開挖的實際情況，按動態(tài)設(shè)計、動態(tài)施工的原則進行處理，大雪山隧道斷層帶的應(yīng)急處置方案，為后期相似工程提供幫助。