方斗山隧道是一个重要的交通建设项目,属于沪蓉国道主干线支线的一部分,连接重庆与湖北利川市。隧道全长约7600米,地质条件复杂,包含岩溶、煤层、瓦斯和多个断层破碎带,特别是F1和F2断层,这些断层导致了破碎的岩石结构,增加了施工的难度和安全风险。
工程地质方面,方斗山隧道穿越的是构造剥蚀-溶蚀地貌,具有溶蚀槽谷和岩溶形态。隧道经过的F1和F2断层破碎带含有粘土、灰岩和白云质灰岩的断层角砾和碎裂岩。这两个断层影响区的岩体破碎,易发生坍塌,伴有淋水和涌水现象,水量可达20000至50000立方米每天,有可能导致涌泥和大规模坍塌。
针对断层破碎带的施工方案,首要任务是进行超前地质预测预报,采用TSP203设备配合地质钻机或凿岩台车进行超前钻孔,通过地质雷达探测溶洞,综合判断前方地质状况,决定是否需要注浆及选择何种注浆方法。同时,开挖过程中的监控量测也至关重要,以指导后续施工。
注浆堵水加固是关键措施,包括全断面帷幕注浆、全断面周边注浆和局部断面注浆三种方式。全断面帷幕注浆适用于穿越较厚的软塑状断层破碎带或大型溶洞,注浆范围在开挖轮廓线外6米,分三环进行,孔数为114个。全断面周边注浆用于岩溶地层、小厚度断层破碎带和溶蚀裂隙,注浆孔94个。局部断面注浆针对灰岩区域的局部涌突水,注浆孔34个。每种注浆完成后都会留下一段作为止浆岩盘。
注浆参数中,注浆孔自掌子面呈伞状布置,开孔直径115mm,终孔直径75mm,孔间距不超过3米,浆液扩散半径2米,压力为静水压力的2到3倍,采用水泥-水玻璃双液浆,浆液浓度根据地质和水文条件调整。
这个施工方案旨在确保施工安全,防止因地质灾害引发的风险,同时保证隧道结构的稳定性。通过科学的地质预测和有效的注浆技术,可以有效地处理断层破碎带带来的问题,确保项目的顺利进行。