汇报稿-兰渝铁路讲义

开挖扰动后呈粉末状
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软岩双线隧道支护结构及施工技术研究
一 软岩双线隧道现场试验研究
①结构破碎松散 开挖洞室后，岩体极不稳定，易坍塌。
②围岩强度低Fra Baidu bibliotek遇水易软化 开挖暴露后易风化、遇水易软化，尤其是存在渗水区段
容易发生大变形。 ③岩体结构面倾斜、层面光滑
薄层岩体在隧道面倾斜、层面光滑，开挖后周边岩体极 易沿结构面产生松弛、滑移和坠落等变形破坏现象。
两水隧道支护及衬砌破坏形式主要有喷层环向开裂、拱顶及拱 脚喷层剥落、拱顶、拱脚、墙脚钢架纵向扭曲、钢架断裂、二次 衬砌大面积剥落、二次衬砌钢筋弯曲等。
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钢架扭曲
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钢架断裂
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喷层开裂
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喷层剥落
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仰拱隆起及开裂
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二衬开裂、剥落 及钢筋弯曲
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软岩双线隧道支护结构及施工技术研究 二 软岩双线隧道理论分析
2.1 主要理论分析内容
①不同台阶长度影响 ②不同台阶高度影响 ③锚杆不同施作时机对比分析 ④临时仰拱作用效应分析 ⑤掌子面内部围岩纵向位移模拟分析
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软岩双线隧道支护结构及施工技术研究 一 软岩双线隧道现场试验研究
④倾斜岩层构造偏压严重。从现场地质素描 及围岩压力量测结果，倾斜岩层构造偏压严 重，最大围岩压力均出现在垂直层面方向。
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软岩双线隧道支护结构及施工技术研究 一 软岩双线隧道现场试验研究
1.2.2 地应力特征
从试验段测试情况总体来看，支护结构受力大，建议本区段及时进行 支护补强(边墙加长锚杆或径向注浆)，后续区段建议采用I20型钢钢架， 0.8m/榀，喷层适当加强，仰拱采用钢架封闭。
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软岩双线隧道支护结构及施工技术研究
一 软岩双线隧道现场试验研究
1.2.5 支护破坏形式
由于围岩具有显著各向异性，初期支护常常不均匀受力，破坏 形式也是多样的。喷层开裂、剥落先在垂直岩层层面、背后空洞 等支护受力较大的部位发生。型钢拱架发生扭曲，坍塌随即发生。 衬砌做好后，持续变形常使衬砌严重开裂，甚至侵入净空。
0.0
里程/km
侧压力系数
隧道轴线位置横向侧压力系数随里程变化曲线
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软岩双线隧道支护结构及施工技术研究
一 软岩双线隧道现场试验研究
1.2.3 隧道变形特征 ①隧道掌子面的挤出位移大、掌子面稳定性差
隧道掌子面实测纵向位移明显，这种位移难以进行控制， 易导致掌子面滑坍、挤出变形导致隧道隧道整体变形过大。
两水斜井最大喷层应力20.88 MPa，最大钢架应力达235.53 MPa，最大混凝土应力8.98 MPa；
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软岩双线隧道支护结构及施工技术研究 一 软岩双线隧道现场试验研究
东扎沟及后山坪隧道
后山坪出口试验段（IV级变更IV级加强(喷15，I18@1000) ） 东扎沟斜井试验段（III级变更IV级加强(喷15，I18@1000) ）
①两水隧道现场水压致裂法地应力测试结果表明隧道岩体应力 量级为极高应力水平。
②通过宏观地应力场拓展分析得出隧道横向侧压力系数均大于1， 构造地应力作用明显。
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软岩双线隧道支护结构及施工技术研究
一 软岩双线隧道现场试验研究
应力值/MPa
12 10
8 6 4 2 0 -2.0
-1.8
-1.6
兰渝铁路隧道大变形软岩支护参数专家研讨会
软岩双线隧道 支护结构及施工技术研究
二○一一年五月
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汇报内容
一、软岩双线隧道现场试验研究 二、软岩双线隧道理论分析 三、软岩双线隧道施工变形管理研究 四、软岩双线隧道二衬施作时机及结构安全分析 五、软岩双线隧道科研指导设计施工情况
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软岩双线隧道支护结构及施工技术研究 一 软岩双线隧道现场试验研究
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软岩双线隧道支护结构及施工技术研究 一 软岩双线隧道现场试验研究
②变形量大。两水隧道斜井工区实测最大拱顶下沉达761.9mm，最
大水平收敛达498.85mm。
③变形速率高。 两水隧道斜井工区最大变形速率达76.5mm/d。 ④变形持续时间长。二次衬砌后仍有一定变形。
水平坐标轴0点为DK362+200
-1.4
-1.2 -1.0 -0.8 里程/km
-0.6
-0.4
-0.2
σx σy σz
0.0
隧道轴线位置三个方向的应力随里程变化曲线
水平坐标轴0点为DK362+200
4
3
2
Ky
1
0
-2.0 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2
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软岩双线隧道支护结构及施工技术研究
一 软岩双线隧道现场试验研究
1.2.4 围岩压力和支护结构应力特征
两水隧道
①围岩压力及接触压力大，接触压力承担围岩压力比例大。 两水斜井最大围岩压力0.546MPa，平均0.267MPa；
最大接触压力达0.489MPa，平均0.210；接触压力承担围岩压力 比例达78.65%。 ②支护应力较大。
软岩双线隧道支护结构及施工技术研究 一 软岩双线隧道现场试验研究
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软岩双线隧道支护结构及施工技术研究
一 软岩双线隧道现场试验研究
拱顶下沉 拱脚水平收敛 墙中水平收敛 墙脚水平收敛
图1-1 变形量测测点布置
30~40m
掌 子
滑动变形计 每米一个测点
面
测 孔
图1-2 掌子面内部位移测点布置
地应力测孔 第L4O页 GO
软岩双线隧道支护结构及施工技术研究 一 软岩双线隧道现场试验研究
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软岩双线隧道支护结构及施工技术研究
一 软岩双线隧道现场试验研究
1.2 现场试验主要结论
1.2.1 现场揭露地层主要工程地质特征
开挖揭露的炭质千枚岩
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软岩双线隧道支护结构及施工技术研究 一 软岩双线隧道现场试验研究
掌子面内部纵向位移6天量测结果127mm，内部沉降 99.8mm (量测因测管间变形脱节而无法继续测量)，根据理 论计算结果掌子面最大纵向位移可达500-600mm。两水斜井 洞周支护最大纵向位移153.3mm，平均62.1mm。
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