峡口隧道高地应力软岩段变形施工技术研究
高地应力软岩隧道控制塌方变形施工技术
高地应力软岩隧道控制塌方变形施工技术摘要:文章以国内某在建铁路隧道的工程实践,介绍了该隧道在施工中受到高地应力软岩地质的影响,初期支护出现大变形的特点,从地质因素、施工因素等方面分析了变形产生的原因,阐述了在施工工艺、施工技术等方面采取的控制措施。
对今后类似隧道施工有着借鉴和指导意义。
关键词:隧道;软岩;高地应力;变形;施工技术Abstract: the article with a domestic railway tunnel construction of engineering practices, this paper introduces the construction of the tunnel in by high geostress soft rock geological effects, primary support appear large deformation of the feature from the geological factors, such as construction factors, analyzed the causes of the deformation, this paper describes the construction technology, construction technology and take control measures. To the next similar tunnel construction has a reference and guidance significance.Keywords: tunnel; Soft rock; High geostress; Deformation; Construction technology1工程概况隧道洞身穿越黄土高原的黄土梁峁区,全长13611m,为双线隧道,最大埋深295m。
高地应力软岩大变形隧道施工技术
高地应力软岩大变形隧道施工技术介绍隧道是连接地理上两个地区的重要交通工程。
然而,由于地质条件的复杂性和多变性,隧道的施工过程也面临着许多问题。
其中一个主要挑战是位于高地应力软岩区域的大变形隧道的施工。
高地应力软岩区域的隧道工程面对着较高的岩压和地质风险。
本文将介绍高地应力软岩大变形隧道施工技术。
问题施工大变形隧道有着诸多的问题,其中最主要的是与软岩的高地应力作斗争。
高地应力使得软岩的负荷能力下降。
因此,高地应力软岩区域的隧道工程施工需要考虑如何应对高地应力、软岩变形、母岩裂隙和软岩胀缩等问题。
解决方案从长期的施工技术来看,隧道施工工艺一直在不断更新和改进。
对于高地应力软岩区域的大变形隧道施工,采取以下措施可以提高施工效率和减少风险。
1.钻孔爆破工艺在高地应力软岩区域的隧道爆破中,采用钻孔爆破工艺可以减少振动,降低噪音和对基岩的影响。
另外,钻孔爆破还有利于控制隧道标准的大小和形状,确保隧道的结构稳定性。
2.预应力支护技术在高地应力软岩区域的大变形隧道施工中,预应力施工技术可以可靠地支撑隧道。
预应力施工技术通过钢缆、锚杆和桩体等材料,使支护结构承受预设的拉应力和压力。
预应力支护技术的应用可以避免因阻力降低、松动积土或地下水位变化引起的隧道变形等问题。
3.岩土混掘技术岩土混掘技术是一种将土与岩石混合起来,挖掘的同时稳定周围的土体。
这种技术可以有效地减少振动和噪音,并可以运用于软岩变形、母岩裂隙和软岩胀缩等的隧道施工。
同时,岩土混掘技术的应用可以改善施工现场的高地应力环境。
结论高地应力软岩大变形隧道施工是一项复杂的技术。
有效地解决高地应力、软岩变形、母岩裂隙和软岩胀缩等难题是成功的关键。
本文提到的钻孔爆破工艺、预应力支护技术和岩土混掘技术是现代大变形隧道施工的重要技术。
这些技术的有效应用可以保障隧道施工的安全、高效和稳定。
高地应力隧道软岩大变形控制现场试验研究
桥丨隧I工丨程够高地应力隧道软岩大变形控制现场试验研究韩常领1,姚铁峰2,徐英俊3,夏才初3(1.中交第一公路勘察设计研究院有限公司,陕西西安7 10075&.中交第二公路工程局有限公司,陕西西安7 100653,同济大学土木工程学院地下建筑与工程系,上海200092)摘要:文章依托宝汉高速公路连城山隧道工程,开展了“三台阶开挖、双层初期支护、无原位应力释放”和“三台阶、双层初期支护+原位应力释放”两种不同大变形的试研究,通据了围岩变形和围的变化规律"研究了山隧种的性。
结,“三台阶开挖、双层初期支护+应力释放”可控制隧围岩大变形。
关键词:软岩隧道;大变形;原位应力释放;双层初期支护;现场试验中图分类号:U451+.5文献标识码:A DOI:10.13282/ki.wccst.2020.11.035文章编号1673-4874(2020))1-029-040引言西区修建的高不山区延伸,特殊复隧多。
围、埋深大、地应力高等因为隧道建设过程中的重难点,因此大变形及施的研究是重要意义的。
多关大变形隧道治理的研究。
家竹菁隧道,土件复杂,以高地应力著称,采用一般标准的初期支护,洞移60〜80cm,拱顶下沉240cm,用层模筑混凝土衬砌"了大变形的发生、发展[1-2]0隧道是的高地应大变形隧道,最大变形量达100cm^±,平均变形在40〜60cm,拱大下为105cm,现场通护刚度、合理预留变形量、多重支护并用的手段,了隧道大变形3-4-。
尤显5木隧心段施工为,基于(、抗让结合、锚固加强”的变形理念,采用“超前导洞应力释放+圆形4层支护结构+径浆+杆+”变形,了隧道的大变形。
[6]水隧道为背了研究,针对隧道初期支护结构变形大、部分钢拱架扭曲、断裂,分别进行了双层初期支护与双层衬砌的试验,发层初期支护变形更小,工序更。
张7通木隧毛羽山隧道进行超前导洞试验,与不采用超前导洞法相比,正洞变形量可减少约30%〜40%,但尽管了超前导洞应力释放"产生过大变形,仍造成了初期支护侵限,这说明超前导洞应力释放能力是有限的。
高应力软岩大变形隧道施工技术研究
高应力软岩大变形隧道施工技术研究发布时间:2023-01-13T07:45:50.813Z 来源:《工程建设标准化》2022年8月第16期作者:黄兆萍1 尹诚2 [导读] 以实际工程为案例进行分析,该隧道属于高应力软岩隧道,其中存在较多变形之处,高风险施工导致施工难度加大。
黄兆萍1 尹诚21.浙江交工集团股份有限公司浙江省杭州市 3100002.浙江顺捷建设工程有限公司浙江省杭州市 310000摘要:以实际工程为案例进行分析,该隧道属于高应力软岩隧道,其中存在较多变形之处,高风险施工导致施工难度加大。
结合工程概况,根据围岩变形特征,通过圆形断面开挖与平导外移等措施,加强对隧道变形的有效控制,再依靠两台阶带仰拱开挖施工,降低施工风险,保障施工质量。
关键词:高应力;软岩;隧道变形;变形控制引言:作为评价隧道工程围岩稳定性的指标之一,围岩变形同时也是隧道工程设计的基本原则。
隧道开挖之后,围岩变形程度与隧道稳定性通常会经历弹性变形、塑性变形以及两种变形情况共存这几个阶段,导致围岩出现断裂或损伤等问题。
因此,有必要在隧道施工期间加强对围岩变形的有效控制,尽可能的延长隧道使用寿命。
1 工程概况与围岩变形特征以实际工程为例,某隧道工程全长共计4875.78m,其中V级软岩长度3856.4m,隧道围岩结构共有灰岩、夹板岩几种材质。
实际施工中,隧道高应力软岩大变形主要发生于初期支护阶段,变形量最高达到了580mm,下沉拱顶最大783mm,水平收敛在793.82mm以上。
隧道支护通常处于斜井工区与进口位置,所以单口施工的进度没有达到55m,此时工程施工难度较大。
隧道中的炭质千枚岩主要呈现出灰色与黑色两种颜色,表面光滑,有光泽,触摸之后会有无痕,挖开后渣土呈碎块状,且风化速度快,隧道开挖面有收敛变形风险,同时拱顶与开挖面在施工期间面临着坍塌、掉块的问题。
分析围岩变形特征,具体体现如下:(1)变形量较大。
隧道开挖之后会产生十分明显的塑性变形,这就是高应力软岩的最主要特征,初期支护阶段软岩破裂,喷射混凝土脱落或钢架发生扭曲,最终导致二衬混凝土发生开裂现象。
高地应力软岩隧道大变形发生机理及控制技术研究
高地应力软岩隧道大变形发生机理及控制技
术研究
高地应力软岩隧道指的是处于高地应力环境下的软岩地层中开挖
的隧道。
由于所处的高地应力环境导致了软岩地层的高地应力状态,
因此开挖隧道时会导致地层变形和破坏,特别是隧道大变形。
因此,
对于这种隧道,需要研究其发生机理和控制技术。
隧道大变形的发生机理主要包括以下几个方面:
1. 地层原有结构的破坏:隧道开挖会破坏地层原有的结构,导致
地层松动和变形。
2. 地层的应力状态改变:隧道开挖会导致地层应力状态的改变,
特别是高应力地区的地层应力状态,从而引起地层的变形和破坏。
3. 近似于松散垫层的软岩:这种软岩原本就具有不易承受应力的
特点,因此在高应力环境下更加容易发生变形和破坏。
4. 地层水文特征:地下水会影响地层的应力状态和稳定性,因此
隧道开挖时需要考虑地下水的影响。
针对以上机理,可以采取以下控制技术:
1. 实施一定的支护措施:在隧道开挖时需要实施适当的支护措施,如喷锚、加固网等,以保证隧道的安全稳定。
2. 降低地层应力状态:采用降水、减载等措施来降低地层应力状态,从而减小隧道的变形和破坏。
3. 优化隧道设计方案:通过优化隧道设计方案,如采用浅埋式隧道、采用适当的半圆形、梯形等断面形式等,来减小隧道变形和破坏。
4. 做好隧道施工管理:严格控制隧道施工期间的工程质量和安全
管理,确保隧道的安全稳定。
综上所述,高地应力软岩隧道大变形的发生机理和控制技术是一
个综合性问题,需要对各种因素进行综合考虑,以保证隧道的安全稳定。
高地应力软岩隧道大变形预测及防治研究
高地应力软岩隧道大变形预测及防治研究摘要:总结高地应力软岩隧道大变形成因,比较各种大变形预测技术,归纳大变形防治措施。
分析表明:大变形形成机制、变形模式与一般围岩变形破坏不同,需要加强研究;目前还没有形成一套系统、完善和易于推广应用的现场地质分析、监测试验、分析评价预测体系;在支护参数方面,需要一套预测预报方法体系和相应工程对策;针对不同机制、不同等级的大变形,需制定合理大变形防治措施。
以期为今后软岩大变形稳定性控制提供有益参考。
关键词:隧道稳定性高地应力大变形预测与防治高地应力下软弱围岩挤压大变形,是目前备受关注的隧道难题之一,其变形机理及结构受力特征复杂,目前尚未得到完整的解决。
首例严重的交通隧道围岩大变形是1906年竣工的长19,8km辛普伦I线隧道;我国南昆铁路线家竹箐隧道390m(IDK579+170~+560)洞段发生大变形:日本艾那山I线400m大变形路段用36个月才得以通过。
总之,目前在围岩大变形机制、围岩大变形的预测理论和控制技术方法体系方面值得进一步深入研究,具有科学理论意义和现实价值。
1 大变形成因分析1.1地质方面的原因根据我国大量隧道统计,大变形隧道多发生在泥岩、页岩、千枚岩等软岩,在构造及风化影响显著时变形更大,同时伴有地下水渗流和高地应力时更易产生大变形。
1.2施工方面的原因隧道围岩变形量的大小除受地质条件客观因素影响外,与施工方法及手段有很大的关系。
如果喷锚支护施做不到位、仰拱和二次衬砌距离掌子面距离过长、开挖后无法及时封闭成环,而重点放在施工进度,施工单位变形监控量测不规范或不及时、钢架底部悬空或长期积水浸泡,得不到及时处理等因素都对大变形的发生有直接的影响,甚至促进了大变形发生。
1.3设计方面的原因主要表现在对地质条件了解不够,根据有限的探孔了解地质情况,对变形程度估计不足,以致支护措施不到位。
如果设计的锚杆不够长,就无法穿过松动圈,对围岩加固起不到很好的作用。
高地应力软岩大变形隧道施工技术
高地应力软岩大变形隧道施工技术摘要:根据国内外隧道施工的实践总结,在一定高地应力条件下的软弱围岩,在施工过程中发生大变形现象,是必然的。
目前对于围岩大变形的控制研究主要集中于地质情况较差地段的施工工艺和支护方法上。
对于围岩大变形比较轻微的情况,可以在一定程度上增大支护体的刚度或者强度,增大隧道预留的变形位移,同时及时地施工二衬以承担荷载,这样可以达到预防和控制围岩大变形的发生与发展。
因此,本文对高地应力软岩大变形隧道施工技术进行简要的分析,希望可以为相关人提供参考。
关键词:高地应力;软岩大变形;隧道施工技术1木寨岭隧道工程概况木寨岭隧道位于甘肃省定西市漳县和岷县交界处,为双洞单线分离式特长隧道,全长19.02km,洞身地质条件非常复杂,隧道洞身共发育11个断裂带,穿过3个背斜及2个向斜构造,属高地应力区,极易变形。
隧道洞身穿越的板岩及炭质板岩区,占全隧的46.53%,总计各类软岩段长约16.1km,占隧道长度84.47%,极易发生围岩滑坍,施工难度很高。
2木寨岭隧道围岩及变形情况2.1开挖揭示围岩情况大部分围岩开挖揭示地层岩性为二叠系板岩夹炭质板岩,围岩受地质构造影响严重,节理极发育,岩体极破碎,层间结合差,整体稳定性差。
2.2变形情况受围岩地质的影响,自隧道施工至F14-1断层带时围岩极其破碎,现场每循环开挖进尺不大于0.7m,采用人工进行开挖,1d只能施作1循环;当初期支护完成后经常出现喷射混凝土开裂、掉块、拱架扭曲变形等情况,量测数据显示拱顶下沉速率平均能达到90mm/d,累计平均能达到800mm,收敛速率平均能达到160mm/d,单侧收敛累计值能达到1800mm;当二次衬砌施作后,部分地方还出现开裂、甚至出现砼脱落、钢筋扭曲等现象。
3高地应力释放设计理念根据“先柔后刚、先放后抗”的指导思想,我们必须要将围岩本身蕴藏的高地应力进行释放,可怎么释放,释放到何种程度,是关键所在。
目前有2种理论的施工,国内外都获得了比较成功的案例,一种是先行释放理论,意思就是采用先行导坑法释放部分围岩应力,释放稳定后扩挖成型,进行抵抗;另外一种就是边放边抗理论,意思就是预留适当预留变形量,让围岩应力得到相应释放,但在释放一定程度时,即预留变形量可控范围之内,开始加强支护,抵抗剩余围岩应力,使支护结构趋于平衡。
论防治隧道软岩大变形的技术研究
论防治隧道软岩大变形的技术研究摘要:随着我国社会的不断飞速发展,人们对隧道施工技术提供了更多的要求,尤其是针对隧道修筑过程当中的一些高地应力区,其非常容易造成隧道软岩大变形等诸多问题的出现。
因此,研究防治隧道软岩大变形的技术就具有非常重大的现实意义。
本文主要分析了隧道软岩大变形的原因,提出了软岩隧道大变形防治的一些相关的措施。
关键词:防治;隧道软岩;大变形;技术研究前言目前,随着我国铁路建筑事业的不断快速发展,人们对铁路建设的要求的关注也越来越多,其要求也越来越高。
但是,我国现阶段铁路建设的隧道也随着人们生活要求的提高,以及社会的迅猛发展也越来越多,并且隧道软岩大变形的问题在我国铁路建设的过程当中也是经常的发生,为了解决铁路建设过程之中的隧道软岩大变形等问题就显得至关重要,也是目前我国铁路建设过程之中一个迫在眉睫、尚待解决的关键性问题。
由于隧道软岩大变形会导致支护系统的进一步破坏,甚至会发生隧道坍塌等现象,进而严重影响隧道的安全性和施工进度。
通过本文,笔者一方面希望能够起到一个抛砖引玉的作用,另一方面希望能够给相关人员起到一定的指导作用。
一、隧道软岩大变形原因分析1.1地应力场对隧道变形的影响隧道的横截面积一般比较的大,使得隧道地段处的应力也很大。
尤其是对于软岩隧道而言,其地应力场对隧道变形的影响更加明显。
软岩隧道通过变形而形成炭质岩,进而容易产生严重的变形,还会导致隧道岩体出现破坏现象。
因此,高地应力是隧道发生变形的主要前提。
1.2地下水对隧道变形的影响地下水的存在对隧道岩体会产生静力作用,进而会导致隧道发生变形。
地下水对岩体会造成损伤,主要是会导致岩体的强度下降。
同时,对于页岩等岩体,一旦遇到水就会出现软化等现象,这更加会对岩体造成损伤。
隧道局部位置处的水也会降低岩体的强度,进而就会加剧隧道的变形。
因此,地下水的存在是隧道发生变形的主要内在原因之一,也是最主要的原因之一。
1.3围岩强度对隧道变形的影响隧道软岩主要由砂质页岩、粉砂页岩和炭质页岩等诸多物质组成,其中,围岩对隧道的强度也具有一定的影响。
高地应力软岩大变形隧道防控关键技术研究
高地应力软岩大变形隧道防控关键技术研究李国良1,李宁2,丁彦杰3(1.中铁第一勘察设计院集团有限公司总工程师办公室,陕西西安710043;2.中铁第一勘察设计院集团有限公司桥梁隧道设计院,陕西西安710043;3.中铁第一勘察设计院集团有限公司国家轨道交通重点实验室,陕西西安710043)摘要:为有效控制软岩大变形,结合初始地应力状态划分标准,提出以强度应力比、地应力量值为评价基准的高地应力划分标准;基于变形等级划分标准,结合工程实践,将变形等级划分为4个等级。
在变形机理及影响因素研究的基础上,提出高地应力软岩隧道设计与施工关键技术,制定高地应力软岩隧道支护适应性评价标准,建立软岩大变形隧道的变形控制管理体系,为高地应力软岩隧道的设计施工及变形治理提供参考。
关键词:隧道;高地应力;软岩大变形;变形分级;变形控制;管理体系中图分类号:U456.3文献标识码:A文章编号:1001-683X(2020)12-0069-05 DOI:10.19549/j.issn.1001-683x.2020.12.0690引言近年来,随着隧道工程向“长、大、深、难”方向发展,高地应力软岩大变形隧道不断涌现。
软岩大变形通常表现为围岩变形量大、变形速率高、变形持续时间长,极易发生初支变形破坏、钢架扭曲、侵限拆换,甚至二次衬砌压溃等现象,给设计和施工带来极大困难。
自20世纪出现首例高地应力软岩大变形隧道后,软岩大变形就一直是困扰地下工程的难题,解决该类问题的研究也逐渐展开[1-4]。
结合工程实践,从变形分级、变形机理、变形控制技术等方面,探讨高地应力软岩隧道相关技术问题,有利于减少工程事故,达到控制风险、减少损失的目的。
1高地应力判定高地应力是一个相对概念,它与岩体所受的应力历史及岩体强度、岩体弹性模量等因素有关。
对于高地应力的判定,尚无统一规定,一般采用定量法、应力比值法和强度应力比法判定,国内外常用的地应力判定划分标准见表1。
高地应力软岩大变形隧道施工关键技术研究
高地应力软岩大变形隧道施工关键技术研究发布时间:2022-12-19T07:26:25.462Z 来源:《工程建设标准化》2022年15期8月8批次作者:宋仲伟[导读] 为了能对软岩的大变形进行合理治理,宋仲伟四川路桥桥梁工程有限责任公司四川省泸州市 646000摘要:为了能对软岩的大变形进行合理治理,本文融合初地应力状态分区规则,给出了选用强度应力比和地应力数值作为高地应力分区规则的鉴定标准,并且在变形分级准则的前提下,依据项目实际把它分成四个等级。
根据并对变形原理和因素的探索,给出了高地应力软岩大变形隧道设计和工程的施工关键技术,制定了高地应力大变形软岩隧道支护适应能力的描述准则,并设立了软岩大变形隧道变形控制与体系管理,可以为高地应力软岩大变形软岩小变形软岩大隧道设计及施工及其变形治理工作提供参考。
关键词:隧道施工;高地应力;软岩的大规模;变形操纵;体系管理近些年,因为隧道施工朝着“长,大,深,难”方向不断深化,高地应力软岩中的大变形隧道施工五花八门。
软岩的大变形一般体现在软岩的变形过多,变形速度快,变形时间久,容易出现初支变形损伤,钢架结构扭曲,侵限拆卸乃至二次衬砌被压溃的现象,这会对设计和工程施工都造成了非常大的难度。
自新世纪第一例高地应力软岩大变形隧道施工问世至今,软岩大变形便成了地下工程施工中的一个棘手问题,对这类问题求解的探索逐步深入开展起来。
本文以工程实践为载体,从隧道施工变形分级,变形原理和变形控制系统三个方面对高地应力软岩隧道施工的相关技术问题进行阐述,有利于减少工程项目事件的发生,达到风险管控和损耗降低。
1高地应力的分析高地应力这一相对概念与其受到地应力历史及其岩石抗压强度和岩体弹性模量相关。
关于高地应力分辨,现在还没有统一的政策法规,一般有定量法,地应力比值法,抗压强度应力比法等方式。
在我国和国外一些国家在分辨应力场区划规范上也有很大差别,体现了世界各国在界定高地应力层面也有很大差别。
高地应力软岩隧道大变形控制技术
contents
目录
• 引言 • 高地应力软岩隧道变形机理分析 • 大变形控制技术措施 • 现场监测与信息化施工技术 • 工程案例分析与经验总结 • 结论与展望
01 引言
背景与意义
随着我国交通基础设施建设的不 断推进,高地应力软岩隧道建设
日益增多。
高地应力软岩隧道大变形问题已 成为制约隧道建设与安全运营的
化开挖方法、加强初期支护等手段,有效减小了隧道变形。
03
案例三
某水电站引水隧洞工程,在高地应力软岩区域采用双层初期支护和径向
注浆等技术措施,确保了隧洞的稳定性和安全性。
成功经验总结
重视地质勘察和超前地质预报
采取综合控制措施
准确掌握地质情况和变形特征,为制定合 理控制措施提供依据。
结合工程实际情况,采取多种控制措施相 结合的方法,如超前支护、注浆加固、优 化开挖方法等。
布置合理的监测点位
结合隧道地质条件和施工工况,在关键部位和变形敏感区域布置监 测点,确保监测数据的准确性和代表性。
监测数据采集与处理
实时采集数据
按照监测方案要求,定期对监测点进行数据采集,确保数据的及 时性和连续性。
数据处理与分析
对采集到的数据进行整理、分析和处理,提取有用的变形信息和趋 势,为隧道施工提供决策支持。
将隧道断面分成上下两个台阶进行开挖,先开挖上台阶并及时支 护,再开挖下台阶,保持围岩稳定。
支护结构设计与选型
初期支护结构设计
根据围岩级别和变形量大小,设计合理的初期支护结构形式和参数, 如喷射混凝土厚度、钢筋网片规格等。
钢拱架选型与布置
根据隧道断面形状和尺寸选择合适的钢拱架型号和间距,并进行合 理布置,形成有效的支护体系。
隧道高地应力软弱围岩大变形控制技术研究
隧道高地应力软弱围岩大变形控制技术研究摘要:在隧道施工过程中,受高地盈利软围岩等相关断层带地质因素的影响,经常会发生围岩挤压变形情况,增大空间位移,并延长变形周期,为施工带来严重的负面影响。
基于此,本文通过实际案例工程进行分析,明确现阶段隧道高地应力软弱围岩大变形控制技术的有效应用策略,以供参考。
关键词:隧道;高地应力软围岩;大变形;控制技术引言:随着时代不断发展,我国铁路行业逐渐创新,大量的铁路建设工程被提出,以满足当前的交通需求。
但在实际的施工过程中,受其工程自身的性质影响,不同区域的地质情况差异性较大,需要施工人员有效的克服外界因素的影响进行施工,尤其是部分软弱围岩隧道工程,以此来提升施工整体质量。
一、工程案例分析本文以我国甘肃省某隧道工程为例,该工程为双洞单线分离式特长隧道,隧道总长为19千米,受区域影响,该地区的地质条件较为复杂,如包括断裂带、背斜以及斜向构造等,在实际的施工过程中,直接影响容易发生变形,影响工程的质量。
据相关数据显示,隧道洞身需要穿过的板岩区占总长度的46%,总计各类软岩长度占总长度的84%,为施工带来较大的难度,甚至造成严重的围岩滑塌事故,影响工程的开展。
在施工区域,主要的地层岩性为二叠系板岩夹碳质板岩,导致其围岩受地质构造的影响较大,岩体极破碎,层间结合较差,整体稳定性不高。
在施工过程中,由于围岩地质自身的性质影响,断层带围岩及其破碎,主要采取人工开挖形式,施工进度较为缓慢。
在实际的运行过程中,经常出现喷射混凝土开裂、拱架扭曲变形以及掉块情况,进而影响当前的整体施工质量。
同时,在进行开挖过程中,由于其自身的性质影响,围岩极不稳定,容易发生变形,最终导致支护结构变形,出现侵限情况,二次砌衬出现开裂[1]。
二、隧道高地应力软弱围岩大变形控制技术应用在进行隧道施工过程中,工作人员应结合实际情况对软弱围岩变形情况进行合理的分析,并灵活应用合理的技术进行施工,逐渐更新施工理念,有效的控制围岩大变形情况,提升工程整体质量,具体来说,主要包括以下几方面:(一)新奥法组织施工灵活应用新奥法进行施工,可以从根本上促使施工效率等得到提升,并灵活利用当前的技术理念进行创新,以满足实际的施工要求。
高地应力软岩隧道控制塌方变形施工技术
高地应力软岩隧道控制塌方变形施工技术摘要:一般情况下,隧道会在山区修建。
那么,在实际进行施工的过程当中,也就特别容易对比较多元以及复杂的地质条件加以应对。
比如说,高地应力软岩塌方变形。
目前,在实际进行隧道施工的过程当中,会对这一类型的变形具有一定的研究,并以此提出了比较有效的施工技术。
基于此,本文主要以高地应力软岩隧道作为切入点,对塌方变形为隧道工程建设带来的影响以及隧道塌方变形的特点进行了分析,并且细致探究了高地应力软岩隧道控制塌方变形施工技术,以利于通过本文的论述,对施工的安全加以保证。
关键词:高地应力;软岩;塌方变形;施工技术引言:随着技术的发展,会促进我国交通运输行业。
在山区,隧道的建设会面临地质复杂的条件,那么高地应力软岩塌方变形就是比较常见的一种条件。
因此,也就需要细致分析相关的施工技术。
一、塌方变形对隧道工程建设带来的影响在进行隧道工程施工的过程当中,如果需要对高地应力加以穿越,也就特别统一存在塌方变形的地质灾害。
在这样的灾害来说,如果发生也就会对隧道工程的整体建设带来直接性的影响。
因此,在实际进行隧道施工的过程当中,也就需要对隧道的塌方变形加以关注。
现阶段,在对隧道进行建设的过程当中,会面临着比较高的风险,在成本以及整治方面都会耗费比较高的成本。
在高地应力的条件之下,若所建设的软岩隧道存在塌方变形,也就会对工程的建设、质量、安全以及效益带来影响[1]。
二、隧道塌方变形的特点首先,会持续比较长的时间。
对隧道的软岩来说,其不仅强度会比较低,而且会具有比较强的流变性。
如果在实际进行开挖之后,塌方变形具有较长的持续时间,也就会对施工带来影响。
而且,在结束初期的变形之后,不仅会导致状态不稳定,也会提高变形的速度。
其次,具有比较大的变形量。
在实际进行隧道开挖的过程当中,隧道会存在变形的情况。
有一些工程会在常规段的变形当中,使得变形量大于1cm,通过对双层的支护加以运用,也很难对其进行控制。
也正是因为隧道的塌方变形具有这样的特点,也就需要对相关的施工技术加以运用。
复杂高地应力区软岩隧道大变形控制技术研究
性 不利 。隧道 区 地 应 力 等 级 为 高 、 极高地应力 ( 主 要
结 果见 表 1 ) , 属 高应 力 区 , 隧道 极 易 产 生 大 的位 移 和
题 一 。
能 力差 , 易垮 塌 ; 围岩 在水 平地 应力 挤压 作用 下产 生弯 曲变形 , 形成 褶 曲。 根 据埋 深 2 4 0 m 的 隧道 现 场 断 面 测试 结 果 , 洞 身
最 大水 平应 力 为 1 3 . 0 6 MP a , 横 断 面最 大初 始 应 力 为
复 杂高 地应 力地 区且 工程 地质 环境 恶 劣 的软弱 围岩 的
理 设计 , 采 用复 合式 衬砌 , 初期 支 护采用 挂 网喷混 凝 土 和钢 拱架 , 二次 衬砌 为模 筑混 凝土 或钢 筋混 凝土 。
根据地 质 勘察 资料 , 隧 洞进 口段 围岩 分 级 为 Ⅵ类 围岩 。掌 子面 揭露 围岩 情况 显示 , 洞段 岩体 节理 、 裂 隙 遍布 , 岩体 非常 破碎 , 岩层 呈 薄层 、 交互 状 , 开挖后 自稳
变形。
工 过 程 中合理 的变 形 控 制 技 术措 施 , 以 期 为该 类 隧道 工 程 问题 的设 计 与施工 提供 理论 依 据 。
隧 道开挖 后 , 进 口段 围岩变 形强 烈 , 监 测数 据显 示
局部 最 大 拱 顶 下 沉 量 累计 达 到 了 6 4 c m, 两 侧 拱 腰 收
架现 扭 曲变形 成 “ S ” 状 或 麻 花状 , 对 隧 洞 安 全 十 分 不
高应力软岩公路隧道大变形机理及工程应用研究
高应力软岩公路隧道大变形机理及工程应用研究摘要:随着我国高等级公路建设的发展,近年来复杂地质条件下的长大隧道不断涌现,这些隧道地质环境恶劣,围岩软弱,且往往伴随较高的地应力,给高速公路长大隧道的设计和施工带来了巨大的挑战。
高地应力软岩隧道工程的共同特点是围岩软弱、地应力高、地应力与围岩强度比值高、变形剧烈且持续时间较长,软岩隧道工程的难点体现在结构强度的设计、施工工法和后期维护。
关键词:高应力软岩公路隧道,大变形机理,工程应用研究前言:随着我国西部大开发的深入,我国的铁路,公路建设将穿越更多更长的高应力软岩地段。
而对于我国的资源开采,水电建设。
也会遇到更多的高应力软岩情况。
但是由于我国目前所掌握的理论知识。
还无法对高应力软岩的力学行为做出合理的解释,因此目前高应力软岩隧道支护失败的例子相当多。
所以对高应力软岩开展研究具有一定的工程应用价值。
由于我国西部地区地形条件复杂,公路建设中将会遇到更多的问题,但是我国对西部地区的公路建设需求量又相当大,因此,在西部地区复杂地质条件下。
公路建设所应对的高应力软岩事件越来越多。
给复杂条件下公路隧道的设计和施工带来了巨大的挑战。
一、高应力软岩公路隧道:高应力软岩是指在较高应力水平条件下不才发生显著变形的中高强度的工程答体,其地质特征是泥质成分较少,但有一定含量,砂质成分较多,如泥岩、泥质砂岩等。
工程特点是在深度不大时表现为更岩的变形特征,当深度加大至一定值时就表现为软岩的变形特性。
在山区公路建设中,隧道不断涌现,而由于山区所在的地形地质条件复杂,所以隧道所处的复杂地形条件建设过程中容易出现高应力软岩情况。
这也就使得隧道建设过程中会遇见一些常见的地质灾害和高应力所引发的地质灾害。
因此,在隧道建设过程中,对高应力软岩情况所造成的地质灾害这里是相当重要的问题。
而且在隧道建设过程中,对高应力软岩情况的应对也成为了世界性难题之一。
引起了国际隧道工程界的广泛重视。
从上世纪60年代开始,国际研究界对高应力软岩的概念一直存在争议,目前仍未形成统一的认识。
隧道高地应力软岩大变形弹性支架法施工工法(2)
隧道高地应力软岩大变形弹性支架法施工工法隧道高地应力软岩大变形弹性支架法施工工法一、前言隧道工程是现代城市建设中非常重要的一项基础工程,而软岩地层隧道的施工面临着高地应力和大变形的挑战。
为了解决软岩隧道施工中的问题,隧道高地应力软岩大变形弹性支架法应运而生。
该工法通过采取适当的施工工艺和技术措施,可以充分利用地层应力的作用,实现软岩隧道的安全施工和稳定性控制。
二、工法特点隧道高地应力软岩大变形弹性支架法的主要特点如下:1. 应用范围广:适用于软岩地层隧道的施工,特别是在高地应力和大变形条件下具有较好的适应性。
2. 抗震性好:采用弹性支架的结构,可以有效吸收震动能量,提高隧道的抗震性能。
3. 施工周期短:通过合理的施工工艺和组织方式,可以降低施工周期,提高施工效率。
4. 施工质量高:采用先进的施工工艺和技术措施,能够保证施工质量达到设计要求。
三、适应范围隧道高地应力软岩大变形弹性支架法适用于软岩地层隧道的施工,特别是在高地应力和大变形条件下。
该工法可以应用于各类地质条件和隧道类型,如城市地铁隧道、水利隧道以及公路和铁路隧道等。
四、工艺原理隧道高地应力软岩大变形弹性支架法的工艺原理是在施工过程中充分利用地层应力的作用,并通过合理的技术措施实现软岩隧道的稳定施工。
具体包括以下要点:1. 弹性支架设计:根据隧道的地质条件和设计要求,设计合理的弹性支架结构,使其能够充分吸收地层应力和变形。
2. 施工承压设备:选用适当的施工承压设备,确保支架的紧固和稳定,保证施工过程中的安全性。
3. 排除地层应力:通过钻孔、爆破和喷浆等方式,排除地层中的高地应力,减小地层的变形。
五、施工工艺隧道高地应力软岩大变形弹性支架法的施工工艺包括以下阶段:1. 地质勘察:对隧道施工区域进行详细的地质勘察,了解地层的情况和变形特点,为施工做好准备。
2. 预处理工艺:通过钻孔、喷浆等方式,排除地层中的高地应力,减小地层的变形。
3. 弹性支架安装:按照设计要求,安装弹性支架结构,确保其紧固和稳定。
高地应力软岩大变形隧道施工技术措施
高地应力软岩大变形隧道施工技术措施软岩大变形是指在高地应力环境下,隧道开挖后围岩发生侧鼓、底鼓等严重挤压变形,挤压变形量超出常规围岩变形量的现象,是围岩柔性破坏时应变能很快释放造成的一种动力失稳现象。
1.工程概况某隧道为铁路单线隧道,隧址区内新构造运动强烈,活动断裂发育,存在构造应力相对集中的地质环境条件,局部埋深较大的隧道可能遭遇高地应力工程环境,特别是隧道埋深过大时,板岩、千枚岩等软质围岩可能发生软岩大变形;局部构造应力强烈的区域,破碎的硬质岩也可能出现大变形现象。
沿线易发生软岩大变形的地层主要为三叠系、泥盆系及志留系千枚岩、板岩地层.该隧道埋深大、软质岩发育地段,以Ⅰ级及Ⅱ级软岩大变形为主。
隧道在DK28+888~DK36+415段主要为绿泥片岩及片岩,层厚普遍小于3cm,属极薄层~中薄层,灰绿色为主,矿物成分以绿泥石、云母、石英为主,变晶结构,薄片状构造为主,岩质软弱,节理裂隙发育,岩体破碎,部分段落呈中厚层状构造,岩体较破碎,该段落富水程度中等,绿泥片岩浸水后强度急剧降低。
其中DK29+765~DK36+415段具轻微~中等的变形潜势。
2.软岩大变形段的基本特性(1)变形量大:变形量远超常规预留变形量。
(2)初期支护变形速度快:隧道变形量测开始阶段,变形速率快,最大变形速率时间一般发生在边墙下台阶落底至仰拱闭合成环前。
(3)变形持续时间长:大变形区段变形时间从开挖至衬砌浇筑前,一般30d 或更长。
(4)施工难度大,安全风险高:开裂变形持续不断,易发生大面积失稳坍塌,处置塌方难度大。
3. 软岩大变形段的施工情况软岩大变形表现形式多样,主要表现在边墙挤压纵向变形开裂,拱顶下沉环向变形开裂,钢架凸起变形、扭曲,边墙变形侵限拆换拱,初支喷射混凝土鼓包掉块,隧底初支受力鼓起,掌子面岩石崩解滑坍,应力集中部位明显开裂掉块,局部二衬开裂等现象。
4. 软岩大变形控制技术措施及施工技术从主动加固围岩,发挥围岩自承能力,控制围岩塑性区发展出发,提出高地应力软岩隧道大变形主动控制技术要点为“加深地质、主动控制、强化锚杆、工法配套、优化工艺”二十字方针。
高地应力软岩隧道变形规律及让压支护技术研究
高地应力软岩隧道变形规律及让压支护技术研究
随着城市化的不断发展,地下交通建设日益增多,软岩隧道作为地下交通的重要组成部分,受到了广泛的关注。
然而,由于软岩隧道地质条件的复杂性和高地应力的存在,隧道在施工和使用过程中会出现一系列的变形问题,如地表沉降、隧道变形等,给隧道的稳定性和安全性带来了巨大挑战。
高地应力是指地下深部岩石或土体受到的巨大应力。
在软岩隧道中,高地应力往往是隧道变形和地质灾害的主要原因之一。
高地应力的存在导致了软岩隧道的变形规律与一般隧道不同。
研究软岩隧道的变形规律,对于制定合理的支护方案和保障隧道的稳定性具有重要意义。
在软岩隧道的变形规律研究中,让压支护技术是一种常用的方法。
让压支护技术是通过施加合适的水平预压力,使隧道周围的岩体形成一个与隧道内部变形相对的变形体系,从而减小隧道的变形量和应力集中。
让压支护技术的核心是通过控制岩体的变形,减小隧道周围的应力释放,提高隧道的稳定性和安全性。
让压支护技术的研究主要包括两个方面:一是预测软岩隧道的变形规律,为让压支护方案的制定提供依据;二是开展让压支护技术的施工实践,验证其效果和可行性。
在预测软岩隧道变形规律方面,需要通过现场观测和数值模拟等手段,结合软岩隧道的地质条件和高地应力特点,确定隧道的变形规律并制定相应的
让压支护方案。
在实践中,需要选择合适的让压支护材料和施工工艺,确保支护效果和施工质量。
总之,高地应力软岩隧道的变形规律研究及让压支护技术的研究是解决软岩隧道变形和地质灾害问题的重要途径。
通过深入研究软岩隧道的变形规律,结合让压支护技术的应用,可以有效提高隧道的稳定性和安全性,为地下交通建设的持续发展提供有力支撑。
高地应力软岩大变形隧道施工方法研究
高地应力软岩大变形隧道施工方法研究发布时间:2022-05-09T02:35:41.194Z 来源:《新型城镇化》2022年9期作者:曹庆彬[导读] 随着我国铁路工程建设的不断发展,在进行隧道的修建施工时不可避免的便需要穿过高地应力软岩地层,这一区域在施工过程中容易出现较大变形。
中铁隧道局集团建设有限公司广西南宁 530000摘要:随着我国铁路工程建设的不断发展,在进行隧道的修建施工时不可避免的便需要穿过高地应力软岩地层,这一区域在施工过程中容易出现较大变形。
基于此,本文首先对高地应力的成因进行概述,分析在高地应力软岩大变形隧道施工存在的问题,针对问题提出高地应力软岩大变形隧道施工的方法,希望对类型工程的顺利开展提供参考。
关键词:高地应力;软岩;大变形隧道;施工方法前言:本文以某铁路隧道的施工为例进行分析,由于该隧道进口部位需要穿过薄层碳质页岩地层,在隧道区域内,其侧压系数大于1,且隧道区域的水平地应力主要为结构应力,其和隧道轴线的交角较大时,会影响隧道围岩的稳定程度,需要采取合适的施工方式和支护方式来控制围岩变形情况,确保隧道施工顺利开展。
一、高地应力的成因高地应力属于地质学领域的概念,其指的是地应力和岩石抗压强度之间的比值。
其性质属于初始地应力,在隧道工程中,对于脆硬性的岩体产生的灾害类型主要为岩爆,而对于软岩产生的灾害类型主要为洞室出现较大变形。
高地应力和水平地应力并不一致,且大于垂直地应力。
在隧道工程施工阶段出现高地应力的原因主要为以下几点:(1)施工人员没有选择合适的开挖方法;(2)岩体的强度较低、层间结合性较差、容易风化以及在受到震动后发生失稳的问题;(3)由于隧道工程中其侧压系数大于1,隧道区域的水平地应力主要为结构应力,地应力场也是以水平应力为主要应力,影响隧道围岩的稳定性;(4)爆破震动则是岩体产生较大变形的主要外因;(5)隧道工程使用的支护方式强度较低也是造成围岩变形的主要原因[1]。
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峡口隧道高地应力软岩段变形施工技术研究李新亮【摘要】结合工程实例,分析了在高应力作用下的隧道围岩和支护结构的变形特征,并采用超前预报技术、超前预加固等多种施工技术组合,探索出一套应对复杂地质高应力软岩隧道施工技术措施,同时根据现场围岩监控量测结果,验证了峡口隧道高地应力软岩段变形施工技术的科学合理性,对类似工程隧道建设具有一定的参考价值。
%The paper combining with engineering example,analysis the deformation characteristics of surrounding rock tunnel and support struc-ture under high stress effects. Uses advanced predictiontechnology,advanced pre-reinforcement,and many other construction technology,ex-plore a set of relatively effective response to complex geological high stress soft rock tunnel construction technical measures. According to the re-sults of monitoring and measuring rock,to verify the scientific rationality of tunnel construction technology for Xiakou high stress soft rock section deformation,has a certain reference value for similar projects tunnel construction.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2014(000)017【总页数】3页(P170-172)【关键词】高地应力;围岩变形;超前地质预报;施工技术【作者】李新亮【作者单位】中铁二十局集团第三工程有限公司,重庆 404100【正文语种】中文【中图分类】U452.120 引言随着隧道工程得到越来越广泛的应用,在地形、地貌及地质背景复杂的地区,修建穿越高地应力且地质环境恶劣的软弱围岩区的长大隧道工程不可避免[1]。
在山岭深埋隧道建设过程中,除了需考虑松弛压力,还需考虑在高地应力作用下的软弱围岩蠕变压力,隧道在此状态下围岩自稳能力差,开挖易发生挤压变形,严重破坏隧道的支护结构,常规的施工技术无法有效遏制其变形的发展。
由于隧道围岩软弱、地应力较高、变形大且持续时间较长,为高速公路长大隧道的设计和施工带来了重大的挑战[2]。
目前我国在高地应力软岩隧道建设时,对隧道围岩变形和控制的理论缺乏系统研究,设计和施工的工程措施缺乏针对性,施工安全难以保证,工程投资难以有效控制[3]。
本文以峡口隧道高地应力软岩段为依托,开展施工技术系统研究,分析高地应力软岩隧道的地质条件、围岩及初期支护变形特征,运用超前地质预报技术手段,采用交叉中隔壁法开挖,采取喷射混凝土、锚杆、钢筋网和可伸缩性U形钢架等相结合的联合初期支护技术,并及时施作仰拱、二次衬砌等支护措施,有效地控制了峡口隧道进口段高地应力软岩大变形。
对国内外同类工程施工具有很好的现实意义和借鉴价值。
1 工程概况峡口隧道位于湖北省兴山县峡口镇境内,是宜巴高速公路重点控制性工程,具有“高地应力、软岩、顺层、断层、深埋、大变形”等特点,隧道区地层岩性主要为砂质粉砂质页岩、炭质页岩、砂质泥岩、粉质泥岩,围岩岩体较破碎、拱顶易顺层片落。
地下水以基岩裂隙水为主,偶有线状渗水现象。
隧道最大埋深约1 500 m,属深埋特长隧道。
隧道围岩内部存在着高地应力,隧道区的地应力场以水平应力为主导,水平地应力以构造应力为主;其中,最大水平主应力与隧道轴线的交角较大,对隧道围岩的稳定性不利;地应力量值中炭质页岩为极高应力。
隧道现场断面测试结果[4]显示,洞身最大水平应力为13.06 MPa,横断面最大初始应力σmax=12.37 MPa,对应岩体(炭质页岩、砂质页岩、砂质泥岩、粉质泥岩)的单轴抗压强度 Rc=2.5 MPa~8.7 MPa,Rc/σmax=0.2 ~0.7。
根据《工程岩体分级标准》[5],地应力等级为高、极高地应力,隧道极易产生大变形。
2 隧道变形特征峡口隧道高地应力软岩段洞身围岩岩体比较破碎,拱顶易顺层片落,隧洞侧壁偶有掉块现象;洞室多呈干燥状,且局部裂隙滴状渗水,偶有线状渗水现象。
隧洞掌子面揭露的围岩情况表明,该段围岩岩体节理、裂隙遍布,岩体非常破碎,岩层多呈薄层、交互状,开挖后围岩自稳能力差,易坍塌。
该洞在此段原设计采用台阶分部开挖法,初期支护施工实际采用Ⅰ16,Ⅰ18及Ⅰ20工字钢+喷锚支护,榀间距60 cm~100 cm,喷射混凝土厚度22 cm~30 cm不等,锚杆长度3 m~3.5 m,锚杆纵向间距与钢支撑间距一致,环向间距为1.2 m。
隧道开挖支护完成后,围岩发生大变形,部分断面发生侵限现象。
其中YK105+076~YK105+100段通过监测数据显示局部最大拱顶下沉量累计达到了64 cm,周边收敛最大11 cm,远大于初始预留变形量。
隧道初期支护衬砌裂缝先自拱脚部位产生,最初为羽状剪裂纹,随后向拱顶发展,最后形成贯穿裂缝,裂缝宽度达1 cm~2 cm。
在高地应力软岩段,围岩变形强烈,而且持续时间长。
在初期变形后,变形并没有停止,而是以等速继续发展,甚至加速发展,多呈不收敛的趋势,反映了高地应力作用下围岩具有软弱和显著的流变性特征。
隧道围岩的持续变形,使初期支护变形过大而发生破坏,不得不进行拆换拱或套拱施工,对隧洞安全十分不利。
3 变形施工技术在高地应力软岩隧道施工过程中,处于高地应力环境稳定状态岩体遭到破坏,引起围岩应力重分布和局部区域应力集中,引起围岩塑性和粘性流动,产生随时间增长的变形。
另一方面,经常由于设计施工初期对高地应力软岩隧道认识不足,采用较弱的初期支护参数、不合理的开挖方法、未及时支护等,直接导致围岩变形发展快,造成变形超限,甚至引起坍塌失稳。
工程实践表明,工程扰动是产生隧道大变形的主要外部因素;而不合理的支护参数、开挖方法等是产生大变形的直接原因。
峡口隧道高地应力软岩段施工过程中,采取深入分析围岩变形机理,采用结合超前地质预报技术,调整优化施工工艺、支护参数等综合施工技术措施,控制围岩变形的发展,使围岩重新处于新的平衡状态。
3.1 超前地质预报目前国内外超前预报主要采用TSP超前预报系统、围岩地质素描和超前水平钻孔[6]等方式。
在峡口隧道高地应力软岩段开挖前,为了解前方地质情况,主要采用TSP超前地质预报技术进行工作面前方地质预报,TSP超前预报系统是利用地震波在不均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧洞掌子面前方及周围临近区域的地质情况。
其中YK104+858~YK104+978范围TSP探测结果的工程地质评价如表1所示。
表1 TSP探测结果的工程地质评价探测段YK104+858~YK104+978中,岩性为灰岩夹页岩、页岩;灰岩呈中厚层状,镶嵌碎裂结构;页岩呈中薄层状结构;整体上水量不大,呈潮湿或滴水状;炭岩段因岩性较硬且地层倾向掌子面前方,稳定性一般,仅局部易掉块;页岩段,岩体软弱,易大变形和坍塌,建议加强并及时进行初期支护。
3.2 超前支护加固峡口高地应力软岩段隧道,因隧洞区围岩破碎、地应力高、开挖施工后不能自稳,为保持拱部围岩稳定。
施工过程中在掌子面掘进前采用小导管注浆预加固技术。
小导管制作采用的热轧无缝钢管外径为42 mm、壁厚为3.5 mm,小导管前端呈尖锥状,以减少入孔的阻力,注浆压力选择为0.5 MPa~1.0 MPa。
在小导管2.9 m 长度范围内的管壁四周钻6 mm压浆孔,呈梅花形布置。
小导管间距为15 m,尾部有1 m不设压浆孔,焊上Φ6的箍筋。
前后两循环小导管纵向搭接长度不小于1 m,以保证超前支护的连续性。
施工时小导管与衬砌中线平行,以10°~15°仰角打入拱部围岩,并通过小导管将水泥浆强制注入至拱部岩石裂隙内,能够极大的提高隧洞开挖安全性,有效的防止了坍塌。
3.3 合理开挖方法对于软弱围岩隧道采用台阶法施工,各施工工序间距太长,仰拱闭合滞后,无法及时形成封闭的支护结构体系,衬砌不能紧跟浇筑,致使初期支护的支护强度不足,易导致开挖大变形,甚至引起坍塌失稳,经常不得不进行初期支护拆换、隧洞扩挖等处理措施。
峡口隧道高地应力软岩段原设计施工采用环形台阶法开挖,出现围岩大变形后,改用为中隔壁交叉法开挖。
中隔壁交叉法采用先开挖隧道一侧的一或二部分,并施作部分中隔壁和横隔板;再开挖隧道另一侧的一或二部分,完成横隔板施工;然后再开挖最先施工一侧的最后部分,并延长中隔壁,最后开挖剩余部分的施工方法。
其将断面分块,减小开挖跨度和降低开挖高度,形成分部开挖,分块成环,及时封闭,环环相扣,形成全断面初期支护封闭结构。
中隔壁交叉法可有效减缓围岩变形速率,承受围岩压力,对于控制围岩大变形,具有明显的效果。
3.4 强化初期支护峡口隧道高地应力软岩段初期支护调整采用锚+喷+网联合支护结构,按照初喷混凝土、立U形钢架、打锚杆、挂钢筋网、复喷混凝土至衬砌设计厚度的顺序,紧跟隧道开挖面进行支护施工。
其调整后参数为:喷射混凝土26 cm;全断面布置φ8钢筋网(25 cm×25 cm);钢拱架采用U29的型钢,其间距为1.2 m;型钢间采用φ22纵向连接筋连接成整体;锚杆采用长4 m的φ22砂浆锚杆,纵环向间距为120 cm×100 cm,梅花形布置。
3.5 适时二次衬砌隧道二次衬砌施作时机对于控制高地应力软岩隧道变形具有重要作用,衬砌时机不当,易导致二次衬砌破坏,隧道净空被侵限。
为保证隧道能够抵御巨大形变压力,峡口隧道高地应力软岩段二次衬砌应采用钢筋混凝土结构,混凝土最小厚度为45 cm,在围岩监控量测结果收敛后再进行施工。
对于大变形隧道,具有变形量大、收敛速度慢的特点,隧道在远未达到规范要求的收敛变形速率时初期支护可能就已失稳破坏,合理的二次衬砌施作时机对于大变形隧道至关重要。
峡口隧道高地应力软岩段变形速率小于1 mm/d~2 mm/d时,立即施作45 cm厚的钢筋混凝土二次衬砌,距离掌子面70 m~80 m左右,让衬砌承受部分形变压力,可有效控制大变形发展。
这是软岩大变形控制中“先放后抗”的原则。
4 围岩监控量测峡口隧道高地应力软岩段围岩监控量测项目包括支护结构受力量测和围岩变形量量测。