软岩隧道施工
高地应力隧道软岩大变形段径向收敛控制措施
在隧道工程中,软岩地层的变形和收敛一直是一个令人头疼的问题。
尤其是在高地应力地区,软岩隧道的大变形段径向收敛控制措施更加重要。
本文将从技术措施、监测手段和管理方法等方面探讨高地应力隧道软岩大变形段径向收敛的控制措施。
1. 技术措施在软岩地层的隧道施工中,为了控制大变形段径向收敛,可以采取以下技术措施:- 合理的支护结构:选择合适的支护结构对软岩地层进行支护,比如钢架加混凝土梁、喷锚网、锚喷等,以增加地层的稳定性和承载能力,减少变形和收敛。
- 合理的巷道布置:通过合理的巷道布置,使得地层受力均匀,减小高地应力对软岩地层的影响,从而减少变形和收敛的发生。
- 降低开挖面积:通过减小开挖面积和采用分段开挖的方式,减少软岩地层的受力范围,减小地层变形和收敛的情况。
2. 监测手段在施工过程中,为了及时发现软岩地层的变形和收敛情况,可以采用以下监测手段:- 地下水位监测:通过监测地下水位的变化,及时了解软岩地层的湿度情况,从而判断软岩地层的稳定性和变形状况。
- 地表位移监测:采用地表位移监测仪器,对隧道周边地表位移进行实时监测,及时发现软岩地层的变形和收敛情况。
- 支护结构变形监测:通过监测支护结构的变形情况,及时了解支护结构的承载能力和软岩地层的变形情况,为及时采取补救措施提供数据支持。
3. 管理方法在施工管理方面,要加强对软岩地层大变形段径向收敛的管理,可以采用以下管理方法:- 强化监理管理:加强监理单位对软岩地层变形和收敛的监管,及时发现问题并提出解决方案,确保隧道施工的安全和顺利进行。
- 强化施工队伍管理:加强施工队伍对软岩地层变形和收敛的认识和管理,提高施工人员的安全意识和质量管理水平,确保施工质量和隧道安全。
- 强化应急预案管理:建立完善的软岩地层大变形段径向收敛的应急预案,规范应急处理流程,确保在发生问题时能够迅速采取有效措施,保障施工安全。
高地应力隧道软岩大变形段径向收敛控制措施包括技术措施、监测手段和管理方法三个方面。
高地应力软岩大变形隧道NPR锚索施工工法
高地应力软岩大变形隧道NPR锚索施工工法高地应力软岩大变形隧道NPR锚索施工工法一、前言随着城市化进程的推进,地下空间的开发和利用越来越多。
而软岩地区是地下工程建设中常见的一种地质条件,其高地应力和大变形特点给隧道的施工带来了极大的困难。
为了保障施工的顺利进行,高地应力软岩大变形隧道NPR锚索施工工法应运而生。
本文将从工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析等方面对该工法进行全面介绍。
二、工法特点1. 适应性强:NPR锚索施工工法适用于高地应力软岩大变形隧道的施工,具有较强的适应范围。
2. 灵活性高:该工法可以根据实际情况选择不同的锚索类型和配置方式,以满足工程需要。
3. 施工速度快:NPR锚索施工工法可以实现快速施工,缩短工期,提高工程效率。
4. 施工质量高:该工法在施工过程中能够保证工程的质量稳定,减少变形和破坏。
三、适应范围高地应力软岩大变形隧道NPR锚索施工工法适用于软岩地层的隧道工程,尤其是在高地应力和大变形环境下的工程。
该工法适用于不同类型的隧道,如铁路隧道、公路隧道等。
四、工艺原理NPR锚索施工工法采用一定的锚索构设方式和施工工艺,对施工工法与实际工程之间的联系和采取的技术措施进行具体的分析和解释。
1. 锚索构设方式:根据软岩地质条件和工程需要,选择合适的锚索类型和布置方式。
2. 施工工艺:根据隧道的设计要求和地质条件,确定施工的步骤和方法,进行施工前的准备工作。
3. 技术措施:针对软岩地层的特点,采取相应的技术措施,以确保施工过程的稳定和成功。
五、施工工艺NPR锚索施工工法包含以下施工阶段:锚索穿越、锚索锚固、锚索张拉、锚索固定、锚索检测和锚地排水等。
这些施工阶段需按照一定的顺序进行,确保施工工序的连续性和合理性。
六、劳动组织为保证施工的顺利进行,需合理组织施工人员,明确各岗位的职责和工作要求,提高施工效率和质量。
七、机具设备NPR锚索施工工法需要使用锚索设备、钻机、锚具、压力机等机具设备,这些设备具有一定的特点、性能和使用方法,需要根据工程实际情况进行选择和配置。
隧道软岩大变形施工技术
隧道软岩大变形施工技术隧道施工是现代城市建设中不可或缺的一部分,而软岩地层的隧道施工则是一项技术难度较高的工程。
软岩地层的特点是强度低、变形大,因此在软岩地层中施工隧道需要采取特殊的技术手段,以确保施工的安全和顺利进行。
本文将介绍隧道软岩大变形施工技术的相关内容。
一、软岩地层特点软岩地层是指岩石中固结程度较差、抗压强度较低的一类地层。
软岩地层的主要特点包括:岩体强度低,岩石容易破碎;岩体的固结程度较差,容易发生滑坡、坍塌等地质灾害;岩体中含有大量的地下水,地下水的压力对隧道施工造成很大的影响。
二、隧道软岩大变形施工技术1. 地质勘探与预测在隧道软岩大变形施工前,必须进行详细的地质勘探和预测工作。
通过地质勘探,了解软岩地层的分布、厚度、倾角等信息,为后续的施工工作提供准确的地质数据。
2. 支护技术软岩地层中,隧道的支护工作是非常重要的一环。
常用的支护技术包括喷锚、喷浆、预应力锚杆等。
喷锚技术通过在软岩地层中注入混凝土,增加地层的强度,提高隧道的稳定性。
喷浆技术则是通过注入浆液,填充地层的裂缝和空隙,增强地层的连续性。
预应力锚杆则是在软岩地层中埋设钢筋,并施加预应力,增加地层的承载能力。
3. 掘进技术软岩地层的掘进工作需要采用合适的机械设备和施工方法。
常用的掘进机械包括盾构机、液压钻头等。
盾构机是一种专门用于软岩地层中的掘进设备,具有高效、安全的特点。
液压钻头则是通过注入高压液体,将软岩地层冲击破碎,实现隧道的掘进。
4. 预防措施在软岩地层的隧道施工中,需要采取一系列的预防措施,以确保施工的安全性。
例如,应加强对地层的监测,及时掌握地层的变形和水位变化情况;加强对施工人员的培训,提高他们的安全意识和应急处理能力;加强对施工设备的维护和检修,确保设备的正常运行,减少事故的发生。
三、隧道软岩大变形施工技术的应用案例1. 某城市地铁隧道施工在某城市地铁隧道施工中,软岩地层的掘进工作采用了盾构机和液压钻头相结合的方式。
长大断面隧道软岩复合式衬砌支护施工技术
0引言无论从时间还是空间上来讲,隧道和地下工程开挖是一个不断变化的过程,具有长周期、高造价的施工特点。
在城市化进程推进中,城市地面公路交通运输能力已经不能满足人们的出行要求,如何解决交通拥挤问题是一个亟待解决的研究课题。
由于地面发展已经趋近饱和,需要将地面发展转向地下,隧道等轨道交通为解决拥挤问题提供了有效手段,而城市的发展又对地下隧道建设提出更高要求。
为避免经济浪费,要以动态观点规划城市建设,大跨度隧道可以满足现阶段城市发展需求,尤其在复杂山区的高速公路设计时,采用隧道工程能够改善公路路线以及节省土地。
这种隧道设计方式为大断面隧道工程,我国存在许多地形复杂的山区,此类工程修建技术已经被我国列为重大研究课题。
在山区中修建长大断面隧道虽然具有较大优势,但同时存在设计难点,一方面,开挖长大断面隧道时,隧道围岩应力会发生重新分布,呈现应力集中分布特定,围岩应力会向隧道拱脚处转移;另一方面,隧道围岩作为一种连续介质,随着隧道开挖的跨度和高度增加,隧道拱顶会出现不稳定问题。
通过长大断面隧道设计难点可知,这类设计工程的施工重点应为围岩应力计算,而围岩压力的计算又与支护施工具有紧密联系。
目前,日本、美国、英国等发达国家在公路隧道修建方面,其技术处于领先地位,已经投入使用的技术有围岩动态分析法、双侧壁导坑超前法等,我国对此类工程研究起步较晚,提出了数值解法和解析解法,不同的围岩计算方式会对应有不同的支护施工技术。
但在不同围岩类型长大断面隧道开挖时,要针对特定的围岩物理性能提出适宜的围岩压力计算方式,此次选择软岩类长大断面隧道施工工程为研究对象,设计对应的复合式衬砌支护施工技术,为保证隧道的耐久性提供理论支持。
1隧道工程概况以某高速公路建设工程为研究对象,分析全线中存在的隧道工程,在该高速公路设计方案中,存在A 、B 两座隧道,位于河北承德,海拔低[1]。
根据工程建设资料,该区域地质构造十分复杂,切割深度较大,山体内断层带分布较多,全年气候干燥,岩体面多处破碎[2-3]。
软岩大变形隧道微台阶开挖施工工法(2)
软岩大变形隧道微台阶开挖施工工法软岩大变形隧道微台阶开挖施工工法一、前言软岩大变形隧道微台阶开挖施工工法是一种针对软岩地层条件下的隧道施工方法。
由于软岩地层强度低、易变形,传统的隧道施工方法无法满足其要求。
因此,研究开发出了这种软岩大变形隧道微台阶开挖施工工法,通过合理的措施和施工工艺,能够提高隧道施工的效率和质量。
二、工法特点软岩大变形隧道微台阶开挖施工工法的特点主要体现在以下几个方面:1. 适应性强:该工法适用于软岩地层条件下的隧道开挖,无论是软岩地质条件,还是地下水位较高,都能有效应对。
2. 稳定性高:通过在隧道壁面设置微台阶,能够减小地应力对围岩的影响,提高围岩稳定性。
3. 施工效率高:采用该工法,能够减少地层变形和覆土压力,提高隧道开挖进度,加快施工周期。
4. 技术控制精度高:通过合理设计微台阶的形状、尺寸和间距,能够控制隧道开挖的精度和形状。
三、适应范围软岩大变形隧道微台阶开挖施工工法适用于软岩地质条件,包括但不限于以下情况:1. 软岩地层:软岩地层是指岩石的强度低、易变形的地层,包括粉细砂、黏土、泥质岩等。
2. 地下水位较高:软岩地层常常伴随着较高的地下水位,这种工法能够有效应对地下水渗流和涌水问题。
3.暴露地表:隧道施工需在地表进行,适用于直接暴露的软岩地层,如山坡、河岸等。
四、工艺原理软岩大变形隧道微台阶开挖施工工法主要基于以下原理:1. 微台阶设计原理:通过合理的微台阶设计,能够分散地应力,减轻围岩变形,提高围岩稳定性。
2. 支护措施原理:施工过程中,采用合适的支护措施,如钢筋网片、喷浆,能够增加围岩的强度和抗压能力。
3. 施工控制原理:通过合理控制挖掘进度、支护时间和围岩变形监测,能够保证隧道施工的质量和安全。
五、施工工艺软岩大变形隧道微台阶开挖施工工艺主要包括以下几个阶段的施工过程:1. 前期准备:对施工现场进行勘察、测量和设计,确定施工方案和支护措施。
2. 微台阶开挖:按照设计要求进行微台阶开挖,控制开挖进度,注意隧道壁面的平整度和垂直度。
隧道工程中的软岩施工技术
隧道工程中的软岩施工技术隧道工程是现代交通建设的重要组成部分,而软岩地质条件下的隧道施工技术是一个关键问题。
在软岩地质条件下,由于岩体稳定性差,巨大的地压和地下水压力会对隧道施工产生巨大的挑战。
因此,隧道工程中的软岩施工技术的发展和应用变得尤为重要。
软岩地质条件下的隧道施工技术需要综合考虑地质环境、岩体稳定性和安全风险等因素。
首先,施工方必须对地下水位、地下水流动路径和地下水压力等进行详细的调查和分析,以确定合适的排水和防水措施。
其次,针对软岩地质的特点,施工方必须选择适合的掘进方法和支护方式,以确保施工过程中的安全和稳定。
最后,施工过程中的监测和预警系统也至关重要,及时发现岩体变形和地质灾害的迹象,以便及时采取措施避免事故的发生。
在软岩隧道的掘进过程中,主要的掘进方法有钻爆法、机械掘进法和钢拱架隧道掘进法等。
钻爆法是一种传统的掘进方法,通过钻孔和爆破技术来取出岩石。
然而,在软岩地质条件下,由于松软的岩体容易塌方,因此爆破的能量需要得到合理的控制。
另一种常用的掘进方法是机械掘进法,可以通过盾构机或隧道凿洞装置进行。
这种方法可以减少对原岩体的破坏,但是在软岩地质条件下,机械设备易于堵塞或损坏。
最后,钢拱架隧道掘进法是一种相对新型的掘进方法,通过预制钢拱架的方式来支撑隧道,既能解决软岩地质条件下的稳定性问题,又能加快掘进速度。
软岩隧道施工过程中的支护方式也是需要重点考虑的问题。
一般来说,软岩地质条件下的隧道支护主要有衬砌式支护、弯道支护和注浆加固等方法。
在衬砌式支护中,首先要确定合适的衬砌材料,如防水混凝土或钢筋混凝土。
其次,支护所需的衬砌材料要具备抗冲击、抗侵蚀和防水等性能,以应对软岩地质条件下的挑战。
弯道支护和注浆加固则是通过在隧道顶部和侧壁上拉设弯道和注浆管,来加固软岩地质条件下的隧道。
这些支护措施既能保护隧道的稳定性,又能提高施工效率。
此外,施工过程中的监测和预警系统也是软岩隧道施工技术中的重要环节。
膨胀性软岩隧道大变形控制施工工法(2)
膨胀性软岩隧道大变形控制施工工法膨胀性软岩隧道大变形控制施工工法一、前言膨胀性软岩隧道是指在施工过程中,由于软岩地层存在膨胀性及较大的变形特点而导致隧道开挖中出现较大的变形和不稳定的情况。
传统的软岩隧道施工工法难以应对这种情况,因此需要采用一种适用于膨胀性软岩隧道的大变形控制施工工法,以保证隧道施工的稳定性和安全性。
二、工法特点膨胀性软岩隧道大变形控制施工工法具有以下特点:1. 适用范围广:该工法适用于各类膨胀性软岩地层的隧道施工,如泥质岩、泥岩、黏土岩等。
2. 强化围岩措施:通过采取加固措施,如预应力锚杆、锚网、注浆等,对围岩进行加固,以提高围岩的稳定性和抗变形能力。
3. 分段开挖法:采用分段开挖法,即将隧道的施工区域分成若干个小段进行开挖,以减小每个开挖段的变形量,提高施工的稳定性。
4. 支护结构优化:根据实际情况进行支护结构的优化设计,选择合适的支护形式,如钢筋混凝土衬砌、预制片支护等。
三、适应范围膨胀性软岩隧道大变形控制施工工法适用于需要对隧道进行大变形控制的情况,特别适合膨胀性软岩地层。
适用范围包括但不限于:地铁隧道、铁路隧道、公路隧道等。
四、工艺原理膨胀性软岩隧道大变形控制施工工法的工艺原理是通过对施工工法与实际工程的联系进行分析和解释,采取相应的技术措施来控制施工中的变形和不稳定情况。
具体包括以下几点:1. 加固措施:采取预应力锚杆、锚网和注浆等加固措施,提高围岩的稳定性和抗变形能力。
2. 分段开挖法:将隧道的施工区域分成若干个小段进行开挖,减小每个开挖段的变形量,提高施工的稳定性。
3. 优化支护结构:根据实际情况进行支护结构的优化设计,选择合适的支护形式,提高支护结构的稳定性和抗变形能力。
五、施工工艺膨胀性软岩隧道大变形控制施工工法的施工工艺包括以下几个阶段:1. 前期准备:进行地质勘探和设计工作,确定施工方案和支护措施。
2. 加固围岩:采取预应力锚杆、锚网和注浆等措施对围岩进行加固,提高围岩的稳定性。
软岩隧道预应力锚固体系安装施工工法(2)
软岩隧道预应力锚固体系安装施工工法软岩隧道预应力锚固体系安装施工工法一、前言软岩隧道是一种难以施工和稳定的隧道类型,为了提高软岩隧道的稳定性和安全性,预应力锚固技术逐渐被引入。
本篇文章将介绍软岩隧道预应力锚固体系安装施工工法,包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点软岩隧道预应力锚固体系安装施工工法具有以下几个特点:1)适用范围广:可应用于各种软岩隧道,如泥质岩、砂质岩和粉砂质岩等。
2)提高隧道稳定性:通过预应力锚固体系的安装,可以有效增加软岩围岩的强度和稳定性。
3)防止围岩松动:预应力锚固体系的作用可以减少围岩的松散和变形,提高围岩的整体强度。
4)减少隧道变形:预应力锚固体系的施工能够减少隧道的变形和沉陷,保证隧道的安全和稳定。
三、适应范围软岩隧道预应力锚固体系安装施工工法适用于以下场景:1)地质条件为软岩的隧道工程。
2)隧道长度较长,并且需要保证隧道的稳定性和安全性。
四、工艺原理软岩隧道预应力锚固体系安装施工工法的工艺原理是基于预应力锚杆的使用,通过预应力锚杆的拉力将围岩和衬砌连接成一个整体,提高围岩的整体稳定性。
具体来说,施工工法采取以下措施:1)确定预应力锚杆的布置方案,包括锚杆的位置、布置间距和锚杆的长度。
2)钻孔,安装锚杆,固化锚杆,形成预应力锚固体系。
3)锚杆与衬砌结构的连接。
五、施工工艺软岩隧道预应力锚固体系安装施工工法包括以下施工阶段:1)钻孔:根据设计要求进行钻孔,并采用合适的钻孔方法和设备,如液压钻机、钻孔车等。
2)安装锚杆:将预应力锚杆插入钻孔中,并根据设计要求固定锚杆。
3)固化锚杆:使用预应力锚固胶固化锚杆,确保锚杆与围岩之间具有良好的粘结性和传力。
4)连接锚杆与衬砌:采取合适的方法将锚杆与衬砌结构连接起来,如焊接、螺栓连接等。
六、劳动组织软岩隧道预应力锚固体系安装施工工法的劳动组织包括:1)施工人员:包括工程师、技术人员和施工人员。
软岩隧道二台阶带仰拱开挖施工工法
软岩隧道二台阶带仰拱开挖施工工法软岩隧道二台阶带仰拱开挖施工工法一、前言随着交通建设的快速发展,隧道工程在交通建设中扮演着重要的角色。
而软岩隧道在工程中的施工面临着独特的挑战。
软岩层的易塌落导致了隧道施工风险的增加,因此需要采用特殊的施工工法。
软岩隧道二台阶带仰拱开挖施工工法,正是针对软岩隧道工程特点而设计的一种施工工法。
二、工法特点软岩隧道二台阶带仰拱开挖施工工法具有以下特点:1. 引入二台阶工法:通过采用二台阶工法,在软岩隧道开挖过程中设置两个台阶,避免了一次性开挖过宽导致的软岩塌方风险。
2. 采用仰拱支护:在开挖过程中,通过设置仰拱支护结构,使得隧道围岩得到有效支撑,提高了隧道的稳定性,避免因软岩塌方而导致的施工危险。
3. 适应软岩隧道:软岩隧道属于特殊隧道类型,其岩体较为松散,易塌落。
软岩隧道二台阶带仰拱开挖施工工法针对软岩层的特点设计,并在实际工程中得到了广泛应用。
三、适应范围软岩隧道二台阶带仰拱开挖施工工法适用于软岩岩体条件下的隧道施工,特别适用于软岩层较厚的隧道工程。
工法结构合理、施工过程稳定,能够有效应对软岩隧道工程的施工困难。
四、工艺原理软岩隧道二台阶带仰拱开挖施工工法的工艺原理如下:1. 施工工法与实际工程联系:根据实际软岩隧道工程特点,采用二台阶工法和仰拱支护结构,以适应软岩层的施工要求。
2. 采取技术措施分析和解释:通过设计合理的施工方案,采取预拱、仰拱支护和隧道底部清空等技术措施,保障施工过程的安全和稳定。
五、施工工艺软岩隧道二台阶带仰拱开挖施工工法的施工过程如下:1. 地质勘察:进行软岩层的地质勘察,明确软岩层的分布情况和性质,为后续施工提供基础数据。
2. 施工准备:根据软岩层的特点,设计施工方案,准备所需的机具设备和材料。
同时制定施工计划,明确施工工序和施工周期。
3.预拱施工:在开挖前进行预拱施工,先向岩体注入高强度浆液,形成初步支护结构,以减少开挖时岩体塌方的风险。
谈谈目前软岩隧道施工存在问题与对策
斜570
斜590 斜615 斜620
位移(mm)
斜795 斜805
斜785
斜555
斜625
斜585 斜720 150 100 50
时间
斜735
斜575
0 6 月22 日 6 月27 日 7 月2 日 7 月7 日 7 月12 日 7 月17 日 7 月22 日 7 月27日 8 月1 日 8 月6 日 8 月11 日 8 月16日 8 月21 日 8 月26 日 8 月31 日 9 月5 日 9 月10 日 9 月15 日 9 月20 日 9 月25 日 9 月30 日 10 月5 日
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于此同时,近几年隧道施工的安全事 故也频频发生,造成了较多的人员伤亡和 较大的经济损失,严重影响了工程的工期, 这不得不引起隧道建设者和广大管理、技 术人员高度重视。
一、部分隧道塌方示例 二、软岩隧道施工的问题与对策
三、软岩隧道事故案例分析及安全技术
四、大断面隧道三台阶七步法施工技术
一、部分隧道塌方示例
1、软岩隧道的概念
一般情况下,将抗压强度小于30MPa 的围岩称为软岩,抗压强度小于5MPa的围 岩称为极软岩。如土质、泥岩、页岩、砂 岩、千枚岩、板岩等。 在断层破碎带和风化带地质条件下, 由于构造原因,造成岩体极其破碎,围岩 自稳能力极差,因此,将断层破碎带和风 化带地层也纳入软岩隧道范围。
2、软弱围岩隧道的工程特性
隧道软岩大变形施工技术
隧道软岩大变形施工技术隧道施工是一项复杂的工程,其中隧道软岩大变形施工技术是其中的一个重要环节。
隧道软岩大变形施工技术是指在软岩地层中进行隧道施工时,由于地层的软弱性质,会出现较大的变形,因此需要采用一系列的技术手段来保证施工的顺利进行。
隧道软岩大变形施工技术主要包括以下几个方面:1. 预处理技术预处理技术是指在隧道施工前对软岩地层进行处理,以减少地层的变形。
预处理技术包括注浆、冻结、爆破等。
其中注浆技术是最常用的一种预处理技术,它可以通过注入水泥浆或聚合物浆来增加地层的强度和稳定性,从而减少地层的变形。
2. 支护技术支护技术是指在隧道施工过程中对软岩地层进行支护,以保证隧道的稳定性和安全性。
支护技术包括钢支撑、锚杆支护、喷射混凝土支护等。
其中钢支撑是最常用的一种支护技术,它可以通过钢管或钢板的支撑来增加地层的强度和稳定性,从而保证隧道的稳定性和安全性。
3. 掘进技术掘进技术是指在隧道施工过程中对软岩地层进行掘进,以开挖出隧道。
掘进技术包括机械掘进、爆破掘进、液压掘进等。
其中机械掘进是最常用的一种掘进技术,它可以通过机械设备的挖掘来开挖出隧道。
4. 监测技术监测技术是指在隧道施工过程中对软岩地层进行监测,以及时发现地层的变形情况。
监测技术包括测量变形、测量应力、测量位移等。
其中测量变形是最常用的一种监测技术,它可以通过测量地层的变形情况来判断地层的稳定性和安全性。
总之,隧道软岩大变形施工技术是一项复杂的工程,需要采用一系列的技术手段来保证施工的顺利进行。
在实际施工中,需要根据地层的情况和施工的要求来选择合适的技术手段,以保证隧道的稳定性和安全性。
软岩隧道施工
软岩隧道病害的原因简述
内在的地质因素认识不全面 (1)工程地质 对于软岩大多数时候对其强度、刚度、结构面
发育状况和胶结程度比较重视,开挖方法和支 护结构多从这方面考虑,只顾及短期稳定,往 往忽视胶结物的性能、膨胀性矿物的含量等, 这些均是软岩隧道后期变形和造成隧道支护荷 载剧增的内在因素。 (2)水文地质 水的影响包括围岩固有含水、地下径流水及工 程用水,水是软岩隧道变形、破坏之源,尤其 是对膨胀岩。水不仅造成粘土质岩的膨胀,同 时降低岩石强度。
不重视仰拱
仰拱未设置与拱墙等强的初期支护及二次衬砌 ,在构造应力和边墙重力应力作用下隆起或破 坏;仰拱与拱墙随意连接,不能侧墙剪应力作 用下位移、破坏二衬;仰拱分幅施工,纵向施 工缝未处理好,消弱承载力;仰拱基底应力不 满足荷载要求,引起沉降。
软岩隧道设计与施工建议
软岩隧道支护原理 根据软岩的特性,考虑目前通行的新奥法施工
初支背后空隙未注浆回填
初期支护背后脱空,围岩与支护不密贴,不能 共同承载,违背新奥法原理(围岩与支护共同 形成支护体、共同承载),造成围岩无约束变 形,使得松动圈(荷载体)加大,围岩及支护 变形破坏。
初期支护未及时封闭
无论是台阶法开挖还是CD法开挖或者双侧壁 导坑法开挖,初期支护都应封闭成环,约束变 形,提高承载能力。若开口支护,支护脚必须 有效锁定,防止沉降或水平移动(内移),从 而约束变形。
采用CRD法施工宜设置临时仰拱,步步成环, 开挖自上而下,交叉进行。
双侧壁导坑法
两侧壁导坑和中部上台阶每循环进尺控制在1 榀拱架距离(0.5-0.75m)内,下台阶可控制 在两榀拱架距离内(1-1.5m)。
侧壁导坑形状应近于椭圆形断面,导坑断面宜 为正个断面的1/3,导坑跨度不应大于0.3倍 隧道宽度;左右导坑施工时,前后错开距离为 10-15m,中间土体滞后侧壁10-15m;左右部 的台阶开挖高度不应超过3.5m,台阶长度控制 在2-3m,周边轮廓应尽量圆顺,减小应力集中 。
软弱围岩隧道大断面机械化施工超欠挖控制技术
1引言隧道施工中,软弱围岩是指隧道开挖后,开挖轮廓线以外的新鲜岩面自稳能力差,易发生坍塌、掉块风险,长时间暴露易发生坍塌,支护完成后支护体系易发生变形的岩性状态。
软弱围岩施工要坚持“管超前、严注浆、短进尺、快封闭、强支护、勤测量”的施工方针。
铁路大断面隧道软弱围岩采用机械化施工是近几年各条铁路线所提倡的,其目的在于:(1)规避软岩隧道施工人工施工的安全风险;(2)实现人工钻爆所不能实现的长管棚、超前注浆、系统锚杆打设安装等工艺问题;(3)实现对隧道传统施工中三台阶、两台阶、长台阶施工工法的彻底改变,使初期支护系统能够尽早闭合成环;(4)彻底改善洞内的施工作业环境。
采用三臂凿岩台车等重要的机械化施工装备,具有效率高、安全性能好等优势,但是,由于软弱围岩中(Ⅳ、Ⅴ级围岩)凿岩台车在有初支拱架段落的超欠挖控制方面存在劣势,导致凿岩台车在软岩隧道中的施工应用并不广泛。
本文以西十高铁圆岭隧道1#斜井为例,对软弱围岩机械化施工超欠挖控制技术进行阐述,以期为后续软岩隧道机械化施工超欠挖控制方面积累经验[1]。
2工程背景园岭隧道位于湖北省十堰市郧西县境内,地处秦岭南麓与武当山北坡低山区,最大埋深423m 。
园岭隧道设计为单洞双线隧道。
围岩等级为Ⅳ级(5621m )、Ⅲ级(2270m ),支护类型分别为Ⅲk2(1570m )、Ⅳa -1(1458m )、Ⅳb (460m )、Ⅳgk【作者简介】张辉(1980~),男,安徽六安人,工程师,从事土木工程研究。
软弱围岩隧道大断面机械化施工超欠挖控制技术Control Technology of Overcutting and Undercutting of Large-Section MechanizedConstruction of Weak Surrounding Rock Tunnel张辉(中铁十二局集团第四工程有限公司,西安710000)ZHANG Hui(China Railway 12th Bureau Group No.4Engineering Co.Ltd.,Xi ’an 710000,China)【摘要】以西十高铁园岭隧道1#斜井为施工背景,依据光面爆破理论、隧道开挖轮廓周边长短炮眼施工经验、隧道机械化施工经验,探索出了适用于隧道开挖的超欠挖控制技术,并从爆破设计、作业空间预留、钻孔外插角、平均线性超挖等方面进行总结,以达到提高爆破效果、降低经济成本的目的。
大跨度软岩隧道双侧壁导坑法施工工法
5.5、测量放样:通知测量 班放出设计开挖轮廓线、 控制点、方向点。
6、施工工艺
6.1、开挖支护工艺流程: 施工准备→测量放样
→Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ→Ⅵ→拆除侧壁支撑(见图 6-1-1)。
6.2、施工要点:
开挖支护由4部分组成,分 别为:左侧导坑、右侧导坑、 拱部、仰拱。左右侧导坑 分上下两台阶开挖支护,左 右侧导坑交错开挖,错距 3~7m,左右侧导坑初期支 护封闭成环后进行拱部开 挖支护,其掌子面与侧导 坑距离5~8m,然后进行仰 拱开挖支护,形成整体封闭 成环,待围岩稳定后拆除侧 壁支护,距离掌子面 6~10m(施工流程图见图 6-2-1)。
8、机械设备配置
序号 1 2
类别 开挖
机具 名称
气腿 式凿 岩机
挖掘 机
双侧壁导坑开挖主要机械设备
规格 单 及型 位 号
数 序号 量
类别 机具 名称
4)系统锚杆按设计垂直岩面打入,其尾部与工字钢钢架焊 接牢固。
5)采用SPJ-Ⅱ型湿喷机喷射混凝土,第一次喷射厚度 4~6cm,架立好钢拱架后,从钢拱架腹部打入下一循环 的超前小导管(锚杆),复喷至设计厚度。拱架背后必须 喷实,不得有空洞。
6.2.2、 拱部开挖及支护
待两侧导坑封闭成环 一定时间后,并落后 侧导坑掌子面5~8m, 开挖中间土体,初期 支护施工方法与侧导 坑相同,并且拱架与 两侧导坑上部连接。
3.3、采用多工序平行交叉作业,避免施工 相互干扰。
3.4、侧壁导坑先 行开挖,对于拱部 起疏导排水作用, 使围岩的特性得到 改善,有效地改善 作业环境。
4、适用范围
4.1、该方法主要适用于粘性土层、砂层、 砂卵层等地质,以很小的地表沉降修筑采 用新奥法指导施工的大跨度软弱围岩地下 通道及洞室隧道的技术方法。
高地应力软岩隧道聚能水压光面爆破施工工法(2)
高地应力软岩隧道聚能水压光面爆破施工工法高地应力软岩隧道聚能水压光面爆破施工工法一、前言随着城市化进程的加快,地下工程的建设越来越重要。
然而,高地应力软岩隧道作为一种特殊的构造类型,其施工往往面临着严峻的挑战。
为了有效应对这些挑战,高地应力软岩隧道聚能水压光面爆破施工工法应运而生。
该工法以其独特的特点和实用价值,成为了高地应力软岩隧道施工的先进技术方法之一。
二、工法特点(1)提高爆破效果:该工法通过水压爆破技术,能够有效改善软岩爆破效果,降低施工成本。
(2)减小巷道变形:聚能水压爆破能够减小巷道变形和表面破坏,提高巷道的稳定性和安全性。
(3)改善施工环境:采用水压爆破技术,低噪音、低震动、无尘,改善施工环境,减少对周围环境的影响。
三、适应范围(1)软岩隧道:适用于地质条件良好的软岩巷道,如泥岩、砂岩、砂质岩等。
(2)高地应力区域:适用于存在高地应力的地区,如山区、地下矿山等。
四、工艺原理聚能水压光面爆破施工工法的核心在于通过适当的施工工艺和技术措施,实现巷道爆破的有效控制。
具体步骤如下:(1)岩体勘察:对巷道附近岩体进行勘察,了解软岩的性质和高地应力的分布情况。
(2)确定巷道布置方案:根据勘察结果,确定巷道的布置方案,包括巷道的大小、形状、位置等。
(3)控制巷道围岩变形:通过水压爆破技术,合理控制巷道围岩的变形,减少对巷道的影响。
(4)施工工艺优化:根据巷道围岩的具体情况,优化施工工艺,确保施工的安全和高效。
五、施工工艺(1)岩体锚固:根据巷道围岩的情况,进行岩体锚固,增加巷道的稳定性。
(2)巷道掏槽:使用水压冲击钻机进行巷道掏槽,确保巷道的位置和形状。
(3)孔眼布置:根据巷道围岩的情况,布置爆破孔眼,合理控制爆破效果。
(4)水压爆破:利用聚能水压爆破技术,实现巷道的爆破,控制围岩的变形。
(5)巷道支护:在巷道爆破后,进行巷道的支护,提高巷道的稳定性和安全性。
六、劳动组织施工过程中应合理组织人员,明确各个工序的职责和分工,并进行岗前培训,确保施工的顺利进行。
软岩隧道快速施工工艺
兰渝铁路LYS-X标XXX隧道软岩隧道快速施工工艺1.软岩隧道快速施工推广的意义为总结我局软岩隧道建设数年来的实践经验,进一步规范软岩隧道施工的各项工序操作,提高施工管理水平和生产效率,实现软岩隧道标准化快速施工,在现行标准、规范的基础上,结合大量现场施工经验,特编写本标准化模块,以期更好地为软岩隧道标准化快速施工服务。
2.工程概况1)新建XX至XX铁路XX(不含)至XX段(不含)XXX-X标XXX隧道,位于XX省XX市,起于X县(XXX镇)止于X县(XX镇)线路基本呈北向南走向。
该隧道设计为两座单线,为全线第二长隧道,也是全线控制性重点工程之一。
起止里程为DKXXX+XXX~DKXXX+XXX(右线隧道DyKXXX+XXX~DyKXXX+XXX),全线长XXXXXX m(右线长XXXXXXm)。
XXX隧道为双洞单线,正洞开挖面积为80.77m2,采用上下台阶法开挖,上台阶长度4~6米,台阶高度4~5米。
2)软岩隧道开挖施工目前重要有台阶法、台阶分部开挖法、导坑法等。
台阶法是我国最常用的软弱围岩隧道开挖方法,是全断面开挖方法的一种改善,一般是将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖成型,合用于Ⅲ~Ⅴ级围岩的单双线铁路隧道开挖,其施工规定如下:(1)上下台阶之间的距离,应能满足机具正常作业,并减少翻碴工作量。
(2)当顶部围岩破碎,施工支护需紧跟时,可适当延长台阶长度,减少施工干扰。
(3)台阶不宜多分层,装碴机械应紧跟开挖面,以减少扒碴距离。
台阶法开挖施工重要涉及超前支护、上台阶开挖、上部立拱喷锚、下台阶开挖、边墙喷锚、仰拱开挖、仰拱初支、仰拱灌注和拱墙衬砌等工序。
流程如图2-1所示。
图2-1 软岩隧道台阶法施工工序图3.软岩隧道快速开挖步序及工艺软岩隧道采用上下台阶法进行施工,上台阶底部位置根据地质情况拟定,一般情况下在起拱线及其以下位置。
台阶高度控制在 3.5~4.5m,台阶长度一般控制在5~6米以内,且不宜大于隧道开挖宽度的1.5倍,初支设有钢架时,开挖下台阶要左右错进,错开间距一般为1.5~2.0m。
隧道施工软岩大变形致灾构造
隧道施工软岩大变形致灾构造一、巨厚第四系松散堆积物隧道在巨厚第四系松散堆积物底部穿过,隧道施工开挖通过后,隧道拱部上方巨厚第四系松散堆积物,在自重应力作用下发生拱部下沉,如无支护限制或有支护限制但支护强度不足,拱部下沉达到一定限值后,或是围岩的失稳坍塌,或是支护失效围岩坍塌。
二、巨厚的第四系松散堆积与强烈风化破碎岩体复合体隧道在强烈风化破碎岩体中穿过,隧道施工开挖通过后,隧道拱部上方巨厚的第四系松散堆积物及其下强烈风化破碎岩体,在自重应力作用下发生拱部下沉,如无支护限制或有支护限制但支护强度不足,拱部下沉达到一定限值后,或是围岩的失稳坍塌,或是支护失效围岩坍塌。
三、膨胀岩隧道在膨胀岩中穿过,隧道施工开挖通过后,因未及时封闭膨胀岩围岩,膨胀岩暴露在空气中吸水膨胀,造成隧道底鼓、收敛变形和拱顶下沉,当膨胀岩吸水达到一定程度后,因膨胀岩吸水膨胀导致的隧道底鼓、收敛变形和拱顶下沉结束。
在隧道底鼓、收敛变形和拱顶下沉发生过程中,如无支护限制或有支护限制但支护强度不足,拱部甚至边墙上部围岩可能发生失稳坍塌。
四、宽大压性活动断层带宽大压性断层带,由主干断层带断层泥和两盘强烈挤压破碎带破碎岩石块体与充填在破碎岩石块体间空隙中的黏土和地下水构成;当宽大压性断层仍处于活动时,构成宽大压性断层带的主干断层带断层泥、两盘强烈挤压破碎带夹黏土破碎岩石块体仍处于强大的构造应力挤压作用下。
当隧道以较大交角穿过宽大压性活动断层带后,已开挖隧道为处于强大的构造应力挤压作用下的围岩变形提供了空间,围岩产生具有累进性和明显时间效应的且在相当长一段时间内得不到有效约束的塑性变形-挤压大变形。
五、地震活动区构造软岩地震活动区的地下地层岩石体中,聚集着强大的应变能量;完整岩体的断裂,是释放地下地层岩石体应变能量的重要途径之一。
穿越地震活动区隧道的开挖,为包括泥质板岩、炭质板岩、泥炭质千枚岩等经历过构造变动——褶曲、揉皱的构造软岩释放应变能——变形提供了空间,围岩产生具有累进性和明显时间效应的且在相当长一段时间内得不到有效约束的塑性变形-挤压大变形,是释放地下地层岩石体应变能量的又一重要途径。
软岩大变形专项施工方案
一、背景随着我国基础设施建设的大力推进,隧道工程在高速公路、铁路、城市地铁等领域得到了广泛应用。
然而,在软岩地质条件下,隧道施工过程中常常遇到大变形问题,严重影响了施工质量和工程进度。
为确保隧道施工安全、高效,特制定本专项施工方案。
二、工程概况1. 工程名称:XX隧道工程2. 工程地点:XX省XX市3. 隧道地质条件:软岩,高地应力,易发生大变形4. 隧道结构:双洞四车道,左洞长3.5km,右洞长3.6km三、施工方案1. 预处理措施(1)施工前,对隧道地质情况进行详细勘察,掌握软岩大变形的规律和特点。
(2)针对软岩大变形,提前做好应急预案,确保施工安全。
(3)加强施工过程中的监测,及时发现大变形问题,采取措施进行处理。
2. 施工工艺(1)超前支护:采用超前锚杆、锚索、管棚等支护措施,对软弱围岩进行加固。
(2)开挖方式:采用台阶法开挖,分台阶进行开挖,减少围岩暴露时间。
(3)初期支护:采用喷射混凝土、钢筋网、钢架等材料,对开挖面进行支护。
(4)二次衬砌:在初期支护完成后,进行二次衬砌,确保隧道结构的稳定性。
3. 施工技术要点(1)超前支护:根据地质条件和变形情况,合理选择锚杆、锚索、管棚的长度、直径和间距。
(2)开挖方式:根据地质条件和施工进度,合理确定台阶高度和宽度。
(3)初期支护:严格控制喷射混凝土的厚度和质量,确保支护结构稳定。
(4)二次衬砌:根据地质条件和变形情况,合理确定衬砌厚度和结构形式。
4. 施工监测(1)监测项目:隧道围岩变形、支护结构应力、隧道内水位等。
(2)监测方法:采用全站仪、水准仪、应力计、水位计等设备进行监测。
(3)监测频率:根据施工进度和变形情况,合理确定监测频率。
四、施工组织与管理1. 施工组织:成立专项施工小组,负责软岩大变形隧道的施工组织和管理。
2. 施工人员:配备专业技术人员,确保施工质量。
3. 施工材料:选用优质施工材料,确保施工质量。
4. 施工进度:根据施工方案和地质条件,制定合理的施工进度计划。
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• 初支背后空隙未注浆回填 • 初期支护背后脱空,围岩与支护不密贴,不能共同承载, 违背新奥法原理(围岩与支护共同形成支护体、共同承 载),造成围岩无约束变形,使得松动圈(荷载体)加大, 围岩及支护变形破坏。
• 初期支护未及时封闭 • 无论是台阶法开挖还是CD法开挖或者双侧壁导坑法开挖, 初期支护都应封闭成环,约束变形,提高承载能力。若开 口支护,支护脚必须有效锁定,防止沉降或水平移动(内 移),从而约束变形。
软岩隧道支护对策
• 根据现代岩石力学理论:隧道围岩既是支护压力的根源, 又是抵抗平衡原岩应力的承载体,而且是主要的承载结构 体。支护的作用在于维护和提高松动围岩的残余强度,充 分发挥围岩的承载能力。因此,在软岩隧道支护中,要遵 循以下几方面原则:
• 封闭岩面,维护和保持围岩残余强度 • 隧道开挖后及时喷混凝土封闭岩面,防止水蚀、风化,减 少围岩强度损失;采用利于保持围岩强度的方法,如:光 面爆破或非爆破开挖。
• • • • • • (1)承载力低、变形大 (2)围岩不稳定 (3)安全隐患大 (4)变形速率大,收敛时间长,变形控制难 (5)运营病害严重 (6)投资增加
软岩隧道开挖方法
• 中隔壁(CD)法 • 交叉中隔壁(CRD法) • 双侧壁导坑法
• 中隔壁法(CD法) • 左、右侧各工作面每循环进尺不得超过设计一榀拱架距离, 左、右侧开挖完成后应及时施作初期支护和中隔壁临时支 护。 • 左右部上中台阶高度不大于3.5m,左右各台阶长度3-5m, 左右两侧纵向距离小于1-2倍隧道直径,且不大于15m。 周边轮廓应尽量圆顺,减少应力集中。当开挖形成全断面 时,应及时完成全断面初期支护闭合。 • 根据监控量测信息,初期支护稳定后拆除中隔壁临时支护, 中隔壁的拆除应滞后于仰拱,一次拆除长度不宜大于15m, 并加强监控量测,拆除后应立即施作二次衬砌。 • 应配备适合导坑开挖的小型机械设备、机具,提高导坑开 挖效率。
• (2)注浆固结(严注浆)。大多数软弱围岩的结构面间 隙大,沙土、砾石土、角砾岩、强风化岩粒和破碎带孔隙 率大、密实度差,这类围岩自身强度和稳定性极差,通过 注浆充填和粘结,有利于围岩整体化,可极大提高围岩强 度和承载力。浅埋段可从地表向下整体注浆固结;埋深较 大段落可从洞内采用帷幕注浆加固一定范围围岩(一般不 宜小于洞身轮廓外5m);开挖时可基本稳定段落可在初 支后进行径向注浆加固(一般不宜小于洞身轮廓外3m); 一般软岩段应对支护背后进行回填注浆,保证初支与围岩 密贴,共同受力。注浆材料可采用水泥砂浆(孔隙率较 大)、水泥浆(孔隙率一般)、超细水泥浆(孔隙率很 小)、水泥—水玻璃双液浆(地下水丰富地段)。 • (3)弱爆破或非爆破开挖(少扰动)。采用光面爆破、 微震松动爆破,有条件时采用机械挖掘,不得已时可采用 人工挖掘,尽可能减少人为扰动围岩。
• (4)刚性二次衬砌提供最终支护体系,稳定围岩。软岩隧道 采用一次强阻力刚性支护来维护围岩是不能成功的,应在 围岩变形趋于稳定后适时施做二次衬砌,给隧道围岩提供 最终支护强度和刚度,以保持隧道校长时间的稳定性和安 全储备。 • (5)提高地基承载力,防止整体沉降。隧道及围岩既是 承载体也是荷载体,软弱、可压缩的软弱地基(包括仰拱 及墙脚)应进行改良处理(如:注浆、管桩及其他改良方 法),提高底板围岩承载力,有效抑制整体沉降。
• 提高支护基脚牢固性是防止支护失效的基础(强基脚) • 支护破坏往往是因为基脚不牢固在围岩侧压力作用下内移, 在围岩重力应力作用下沉降,使得支护整体变形降效,甚 至破坏失效,造成围岩大变形或失稳坍塌。必须对支护金 属构件或其他构件的基脚锁定,常用水平锁脚锚杆或树桩 锁脚锚杆将围岩与支护牢固连接;基脚必须放置于未破坏 或浸蚀的原岩上,并防止水浸泡;将基脚喷混凝土扩大 (一般50cm)或大块木板(混凝土板)塞垫是必要的; 特别软弱的土质、流沙质、断层泥带、饱和高液限全风化 岩土、采空区、下伏岩溶等仰拱基底应预先进行基底处理 (可改良土、可设置管桩、换填等)。
• 外部因素考虑不周全 • 隧道施工是连续不间断持续推进、邻近隧道(左、右洞) 大多同期施工等产生的扰动应力、应力重分布多次且持续 时间较长、相互叠加等外部因素与围岩固有的垂直应力、 构造残余应力共同叠加对隧道变形影响更大。
• 施工排水处理不当 • 水是软岩隧道变形、破坏之源,尤其是对膨胀岩。水不仅 造成粘土质岩的膨胀,同时降低岩石强度。 • 施工时往往只是简单的疏排,造成地下水通过围岩裂隙流 径通道浸泡围岩,同时施工水(如锚杆钻孔水、其他排放 水)和隧道底板、拱墙脚积水浸泡围岩,使得围岩膨胀、 软化、泥化。
软岩分类
• 软岩可分为4大类: 1、膨胀性软岩 2、高应力软岩 3、节理化软岩 4、复合型软岩
软岩隧道破坏机理
• 在隧道开挖过程中,由于岩体的天然应力平衡状态遭到破 坏,引起隧道周围岩体的卸荷回弹和应力重分布,当这种 回弹应力和重分布应力超过围岩强度所能承受的范围时, 将造成岩体的失稳破坏 。
软岩隧道特点
• 开挖方法有利于墙壁及掌子面稳定(稳岩壁) • 软岩失稳很多时候是因为侧壁及掌子面围岩剪切滑移造成 拱部及整体失稳坍塌,不得忽视。对于大断面可以采用微 台阶法、台阶法、CD法、CRD法降低边墙高度和洞室跨 度,增加边墙约束;掌子面台阶长度与高度匹配(长度大 于破裂面2~3m);掌子面喷混凝土(5~10cm)临时支 护;边墙支护强度与拱部等强。
• 采取技术措施,提高围岩残余强度 • (1)快速支护,促成围岩二维应力尽快转换成三维应力 状态,可有效提高围岩残余强度。 • (2)采用密布长锚杆将破碎围岩锚固起来,恢复和提高 破裂围岩的残余强度,形成具有较高承载能力和可塑性的 锚固层。 • (3)隧道开挖后,洞内径向注浆加固围岩,提高松动圈 围岩强度。 • (4)预注浆加固地层岩石强度,是浅埋和断层破碎带及 未固结松散岩土提高强度及承载力最为有效的途径。
软岩隧道施工
• • • • • • • • • •
工程软岩 软岩分类 软岩隧道破坏机理 软岩隧道特点 软岩隧道变形破坏的主要特征 软岩隧道病害的原因简述 软岩隧道设计与施工建议 软岩隧道支护对策 防止软岩隧道病害方法 软岩隧道开挖方式
工程软岩
• 是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。隧 道工程软岩亦称松软岩层,不仅是指围岩岩体松软,而且 指围岩不稳定或极不稳定。软岩是一种特殊的岩类,从岩 石固有的特性来说,它具有软的形态,而从工程应用的观 点来看,它又是“弱”的,进入软岩状态的隧道,其强度 特性、泥质含量、结构面特点及其塑性变形力学特点差异 很大。
பைடு நூலகம்止软岩隧道病害方法
• 软岩隧道施工方法选择十分重要,甚至是隧道建设成败的 关键。软岩隧道的施工技术方案、施工方法和施工组织管 理应遵循“保围岩、严控水、强基脚、稳岩壁、早封闭、 刚二衬、勤量测”的原则。
• 施工方案必须从维护围岩稳定出发(保围岩) • 维护围岩稳定,保护围岩残余应力和提高围岩自身承载能 力是新奥法的基本原理。具体可采取以下措施: • (1)超前预支护(管超前)。根据围岩的稳定情况,采 用管棚(洞口浅埋破碎段及断层破碎带)或小导管(一般 软岩段)或钢插板(流沙、淤泥质土或特别软弱土层、沙 层、黄土层、坍方处理)等手段对围岩进行超前支护,可 有效抑制开挖过程中围岩的变形或坍塌,防止围岩松动而 降低强度及稳定性。
软岩隧道变形破坏的主要特征
• (1)软岩隧道变形具有蠕变变形三阶段的规律,并具有 明显的时间效应 • (2)软岩隧道多为环向受压,且非对称 • (3)软岩隧道变形随深度增加而增大 • (4)软岩的失水和吸水均可造成软岩发生膨胀变形破坏 或泥化破坏 • (5)底板围岩承载力不足造成隧道结构整体沉降 • (6)支护时间不适宜,从而破坏隧道支护结构
• 卸压、加固与支护相结合 • 根据地质结构与构造分析围岩应力的作用形态,找出主要 影响应力,统筹考虑.对高地应力区,要卸得充分;对大 变形区,要让得适度;对松散破碎区,要注意整体加固; 及时支护并非即刻支护,但对隧道围岩整体要支护住
• 坚持信息化指导 • 必须进行围岩变形量测、支护内力监测、围岩应力监测, 准确掌握围岩及支护变形的活动状态、受力状态和稳定情 况,根据监测结果确定二次支护结构的参数,确定补强时 间,二衬时间和仰拱封闭时间
• 交叉中隔壁法(CRD法) • 上台阶开挖循环进尺控制在1榀拱架距离内,中下台阶控 制在1-2榀拱架距离。 • 上、中台阶高度控制为2.5m台阶长度为3-5m,左右两侧 纵向距离宜小于1倍隧道洞泾。周边轮廓应尽量圆顺,减 小应力集中。当开挖形成全断面时,应及时完成全断面初 期支护闭合。 • 中隔壁临时支护的拆除参照CD法。 • 采用CRD法施工宜设置临时仰拱,步步成环,开挖自上而 下,交叉进行。
• 时空效应作用 • 时间因素流变是软岩特性之一,隧道变形和时间密切相关。 二衬开裂隧道均在初支未收敛时开始二衬,甚至在初支完 成不足1周即施做二衬。 • 步距:二衬与掌子面保持一定距离,一是给围岩预留变形 时间,二是减小掌子面爆破震动对二衬的不利影响,三是 作业掌子面开挖、支护作业空间的需要。
• 超前预支护效果不好 • 超前管棚间距过大或外插角控制不好,开挖时割除,造成 围岩变形、坍塌;超前小导管长度与开挖高度不匹配,岩 土破裂线超出小导管支护长度,引起围岩滑移变形;注浆 固结围岩未达到效果,开挖时围岩变形或坍塌。
• 双侧壁导坑法 • 两侧壁导坑和中部上台阶每循环进尺控制在1榀拱架距离 (0.5-0.75m)内,下台阶可控制在两榀拱架距离内(11.5m)。 • 侧壁导坑形状应近于椭圆形断面,导坑断面宜为正个断面 的1/3,导坑跨度不应大于0.3倍隧道宽度;左右导坑施 工时,前后错开距离为10-15m,中间土体滞后侧壁1015m;左右部的台阶开挖高度不应超过3.5m,台阶长度控 制在2-3m,周边轮廓应尽量圆顺,减小应力集中。 • 中隔壁临时支护的拆除参照CD法相关要求。
• 优化技术方案,充分发挥围岩承载能力 • (1)优化隧道断面。软岩隧道中,圆形隧道支护结构的 承裁能力最大(均匀应力场),软岩隧道断面尽可能采用圆 形断面或近似圆形断面,杜绝直墙断面和无仰拱断面。 • (2)支护结构全断面等强。软岩隧道支护所承受的荷载 主要是围岩的变形压力,它来自于隧道的四周,包括隧道 底扳。支护结构必须全周等强,否则任意薄弱环节(包括 底板)都可能造成支护整体失败。 • (3)初期支护适度柔性。软岩隧道中,围岩变形压力是 支护结构的主要荷载,一般刚性支护难以抵抗强大的围岩 压力而破坏,使围岩处于事实上的无支护状态。采用适度 柔性的支护(如:锚网喷混凝土和可伸缩型钢支架),可 实现收缩让压,减少支护受力,让围岩发挥更大承载能力。