某高寒地区公路隧道全长6 995m，设计车速40km/h，采用三级公路等级。本标段位于进口端，海拔3 220m，平行导洞长3 470m，主洞长3 415m。主洞净高5m，净宽9m，采用单洞双向交通，平行导洞净高5m，净宽4.5m，采用单洞单向交通。隧道最小埋深12.5m，最大埋深871m，导洞与主洞均设置为单向纵坡，坡度2.699%。项目位于青藏高原，年平均降水量522mm，年平均气温3.5℃，年平均气压638MPa，相对湿度62%，日照率56%，施工环境恶劣，施工难度大。

本隧道围岩等级差，主洞Ⅴ级围岩2 249m，占66.1%，Ⅳ级围岩1 159m，占33.9%;平行导洞Ⅴ级围岩2 280m，占65.9%，Ⅳ级围岩1 185m，占34.1%。进洞约2 615m处，存在长约200m的断层破碎带。富水区3个，一般涌水量911m³/d，最大涌水量1 773m³/d。路线所经区域出露地层主要为:第四系坡残积层 (Q_dl^el) 形成的碎石、侏罗系下统 (J1) 板岩，矿物成分以石英为主，无岩溶、岩爆、瓦斯现象。砂质粉土 (1) ₀主要由砂类土、粉土组成，含少量角砾。碎石 (2) ₂灰黄色，带角，稍密，磨圆度差，透水性一般，碎石含量50%～75%，粒径2～8cm，最大约15cm。角砾 (2) ₁灰黄色，带角，稍密，磨圆度差，透水性一般，角砾含量>50%，粒径2～12mm。全风化残积土 (3) ₀青灰色，稍密，由板岩风化而成，最大粒径3cm。侏罗系下统 (J1) 强风化板岩 (4) ₁为青灰色，岩体破碎，矿物成分以石英为主。中风化板岩 (4) ₂青灰色，中细粒结构，岩体较破碎，矿物成分以石英为主。岩土层物理力学性质指标如表1所示。

本隧道偏压破碎带采用新奥法施工，遵循少扰动、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测的原则，开挖方式采用环形开挖留核心土法，开挖断面90.98m³。超前小导管采用凿岩机钻孔打入围岩，搭接长度100cm，外露20cm支撑于钢拱架上，与钢拱架共同组成支护体系，注浆采用水灰比1∶1的水泥浆，注浆压力1～1.5MPa。中空注浆锚杆插入前用高压风清孔，锚杆必须装好锚头，边旋转边将锚杆送入眼孔，然后安装止浆塞、垫板、螺母，注浆压力0.5～1.0MPa。初喷4cm混凝土后立即安装钢拱架，各节钢架以螺栓连接，连接板密贴牢固，架设后再喷混凝土，保护层厚度≥2cm。锁脚锚管采用八字形斜向下打设，并用U形卡连接钢拱架。钢筋网随初喷面的起伏铺设，搭接长度≥1个网格^[1]。仰拱采用定型钢模施工，二衬采用12m台车施工。偏压破碎带衬砌类型为SV-3，支护参数如下: (1) 42超前注浆小导管每延米工程量42.3m, L=3.5m，环向间距40cm，外插角10°，29根/环，壁厚4mm; (2) 25中空注浆锚杆每延米工程量75.3m, L=3.5m，间距100cm×100cm, 21.5根/环，壁厚7mm; (3) 6钢筋网每延米工程量62.04kg，孔距20cm×20cm; (4) Ⅰ18型钢拱架每延米工程量678.1kg，纵向间距80cm; (5) 22纵向连接筋每延米工程量82.0kg，环向间距100cm; (6) 42注浆锁脚锚管每延米工程量35m, 8根/环，壁厚4mm; (7) C25喷射混凝土每延米工程量5.41m³，厚24cm; (8) C30仰拱混凝土每延米工程量4.92m³，厚45cm; (9) C15仰拱回填混凝土每延米工程量5.1m³; (10) C30二衬混凝土每延米工程量9.98m³，厚45cm。

K3 488+465.000—K3 488+474.000段位于偏压破碎带，于上午发现右侧初支表面有竖向裂缝，经量测发现裂缝最大凸出面收敛36cm，立即采用喷射混凝土封闭裂缝，同时加大监控量测频率。下午发现右侧初支封闭面再次出现裂缝，经量测发现最大突出面收敛42cm，同时裂缝伴有水流出。晚上该段右侧围岩出现坍塌，坍塌范围竖向从起拱线至中导墙角，纵向长9m，涌出土石方300余m³。

该坍塌段地表地形不对称，左低右高，坡面角度接近45°，属偏压地形。超前地质预报显示该段围岩级别为V级弱，围岩为强风化板岩，主要呈青灰色，呈散薄层结构，岩体破碎，徒手可掰碎，地下水发育，围岩易坍塌，自稳能力差。在进行开挖和初支施工时，断面右侧出现小裂隙破碎带，并伴有水流出，围岩遇水变软成流砂，致使断面左右侧地应力受力不均。

1) 反压回填本着治塌先治水、先护后挖的处理原则，对涌出土石方上方回填土石方，完全封闭外露塌腔形成反压，同时埋设排水管，开挖集水井排水，在回填土石方表面用C25喷射混凝土硬化，塌体内注水泥浆进行加固^[2]。

2) 施作管棚K3 488+460.000—K3 488+479.000段自拱顶中心至右侧中导墙角设加密管棚，管棚采用长19m的89×6钢管，环向中心间距30cm，管棚尾端固结于钢导向架上，注浆采用水灰比1∶1的水泥浆，注浆压力1～1.5MPa^[3]。管棚布置如图1所示。

3) 增设锁脚锚管在K3 488+465.000—K3 488+474.000段右侧初支每榀钢架起拱线处增设2根锁脚锚管，钢管采用3.5m长的42×4钢管，打设角度斜向下呈八字形，并用U形卡与钢拱架连接，以保持拱部未坍塌部分初支的稳定^[4]。

4) 封闭成环鉴于该段地质情况复杂，地下水发育，将K3 488+459.000—K3 488+479.000段原设计的SV-3衬砌类型增加仰拱型钢和仰拱衬砌钢筋，与其他部位型钢和衬砌钢筋闭合成环，同时在K3 488+463.000—K3 488+476.000段已施工拱架中每2榀增设1榀H130×200格栅钢架，以增加初支整体稳定性^[5]。在围岩沉降收敛趋于稳定、保证安全的前提下，逐榀更换K3 488+465.000—K3 488+474.000段右侧损坏拱架^[6]。封闭成环如图2所示。

5) 加强监控量测施工过程中加强监控量测，时刻注意围岩变化，发现异常情况立即撤离人员。

K3 488+479.000—K3 488+518.000段位于偏压破碎带，在进行开挖和初支施工时，断面右侧出现小裂隙破碎带，并伴有水流出，围岩遇水变软，致使断面左右侧受力不均。初支施工完后右侧喷射混凝土出现多处裂缝，拱部及右侧边墙预留排水管有大量水涌出，监控量测数据显示该段周边收敛累计值达88～129mm，收敛速度6～35mm/d，并有继续扩大变形的趋势。

掌子面揭示左侧为第四系残破堆积土，围岩破碎且位于偏压地段，呈松散～松软结构;右侧围岩为强风化碳质纤维岩，围岩遇水变软，有大量裂隙，并有线状水流出，地下水发育。

1) 径向注浆在K3 488+479.000—K3 488+518.000段拱部右侧起拱线至中导墙角设径向42×4注浆钢花管，长3.5m，间距1m×1m，注浆采用水灰比1∶1的水泥浆，注浆压力1～1.5MPa，固结围岩和已施工初支^[7]。径向注浆管布置如图3所示。

2) 施作护拱在K3 488+508.000—K3 488+518.000段设喷射混凝土护拱，护拱采用I20钢拱架，纵向间距60cm，同时增设842注浆锁脚锚管，锚管长3.5m，防止初支继续变形^[8]。护拱布置如图4所示。

3) 增强支护鉴于该段地质情况复杂，地下水发育，同时超前地质预报结果显示围岩等级为V级弱，因此将K3 488+518.000—K3 488+528.000段原设计的SV-3衬砌类型变更为SV-1衬砌类型，以增强支护参数。

4) 加强监控量测施工过程中加强监控量测，时刻注意围岩变化，发现异常情况立即撤离人员。

该偏压破碎段采用TGP法、GPR地质雷达法和超前水平钻孔的综合超前地质预报法判断掌子面前方围岩情况，从而采用合理的开挖工法和支护参数，进而避免围岩坍塌变形。其中TGP法采用TGP206仪器，每次预报距离为120m，搭接20m，可判断掌子面前方120m范围内的围岩情况。GPR地质雷达法采用瑞典MALA-X3M仪器，根据掌子面围岩情况和探测波形图进行分析，可较准确判断掌子面前方20m范围内的围岩情况。超前水平钻孔采用XY-100A型岩芯高速钻机，通过钻速测试、岩芯采取率统计、钻孔岩芯鉴定等判断掌子面前方30m范围内的围岩情况^[9]。

该偏压破碎段施工时应进行监控量测，通过分析监控量测数据，综合判定围岩稳定性，及时预报险情，并采取相应措施，同时为修正和优化隧道支护参数、判定二次衬砌施作时提供重要的参考依据。洞内周边位移、拱顶下沉量测在每次开挖12h内取得初读数，最迟≤24h，且在下个循环开挖前必须完成。量测频率应满足规范要求，若沉降、收敛数据大于设计预警值，及时预警并停止施工，立即撤离施工人员，分析沉降变形原因后再采取相应的处理措施^[10]。

高寒地区特长隧道偏压破碎带施工地质条件复杂，围岩遇水变软，施工难度大，应严格遵循少扰动、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测的原则，在综合超前地质预报和监控量测的指导下进行动态施工，减少坍塌变形发生的可能性。若遇坍塌变形，应首先分析坍塌变形原因，在围岩坍塌变形趋于稳定的前提下，因地制宜采取反压回填、增设排水管、增设临时支撑、增设锁脚锚管、径向小导管注浆、施作管棚、施作护拱、增强支护参数等处理措施。