水平岩层隧道超挖原因及合理超挖数量分析
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ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｏｏｒ ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ ｂｏｎｄｉｎｇ，ａｎｄ ｊｏｉｎｔ ａｎｄ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｂｌｏｃｋ ａｎｄ ｓｐａｌｌｉｎｇ ｉｓ ｅａｓｙ ｔｏ ｈａｐｐｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ａｒｃｈ ｈｏｒ ｉｚｏｎｔａｌ ｊｏｉｎｔ ｆ ｉｓｓｕｒｅ ｕｎｄｅｒ ｃｏｎｓｔｒ ｕｃｔｉｏｎ，ｏｆｔｅｎ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ａｓ ｉｒｒｅｇｕｌａｒ ｒｅｃｔａｎｇｌｅ ａｎｄ ｆ ｌａｔ ｒｏｏｆ ａｆｔｅｒ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｃｌｕｄｉｎｇ ｒｉｓｋ． Ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａ ｌ ｊｏｉｎｔ ｓｔｒ ｉｐｐｅｄ ｗｈｅｎ ｂａｓｉｌａｒ ｃｌｅａｎｉｎｇ ａ ｆｔｅｒ ｉｎｖｅｒｔｅｄ ａｒｃｈ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｒｏｃｋ ｍａｓｓ
ｒｏｃｋ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．（２）Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｆ ｉｅｌｄ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄａｔａ，ｕｓｉｎｇ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ
ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ，ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｅｅｋ ｔｒ ｕｔｈ ｆｒｏｍ ｆａｃｔｓ，ｄｅｄｕｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｒｏｒ，ｔｈｅ
研究结论 ：（１）水平岩层 隧道的超挖与爆破作业扰动 、开挖 应力 释放 、地 下水影 响、隧道不 同部位 、洞身 围 岩强 度及 施工方法等均有关 ；（２）结 合大量 现场 写实 与测量 数据 ，采 用数理 统计 分析方 法 ，遵循 实事求 是原 则 ，扣除施工误差影 响 ，得到 了隧道在 Ⅱ ～Ｖ级 围岩拱 部／边墙／仰拱 （底板 ）各部位 、有 无水工 况条件 下 ， 更加贴 近现场实际的 、合理 的超挖 及 回填数量 ；（３）本研 究结果 可为水 平岩层 条件下 隧道设 计 、现 场施工 、验 工计 价等提供一定 的借鉴和指导 ，也可为 同类型地质条件下隧道施工定额 的研究 提供参考 。 关键 词 ：水平岩层 ；层状构造 ；节理裂隙 ；超挖 回填 ；现场写实 ；数理 统计 中 图 分 类 号 ：Ｕ２５ 文献 标 识 码 ：Ａ
２０１８年 ４月 第 ４期 （总 ２３５）
铁 道 工 程 学 报
Ｊ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＲＡＩＬＷ ＡＹ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＳＯＣＩＥＴＹ
wk.baidu.com
文章编 号 ：１００６—２１０６（２０１８）０４－００７５－０６
Ａｐｒｉ ２０１８
ＮＯ．４（Ｓｅｒ．２３５）
水 平岩 层 隧道 超 挖 原 因及 合 理 超 挖 数 量 分 析
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｖｅｒｂｒｅａｋｉｎｇ Ｒｅａｓｏｎ ａｎｄ Ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ Ｏｖｅｒｂｒｅａｋｉｎｇ Ｑｕａｎｔｉｔｙ
ｉｎ ｔｈｅ Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｒ０ｃｋ Ｓｔｒａｔｕｍ Ｔｕｎｎｅｌ
Ｗ ＡＮＧ Ｆｅｉ，ＺＨＡＯ Ｘｉａｏ—ｙｏｎｇ，Ｍ Ａ Ｈｏｎｇ—ｔａｏ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ：（１）Ｔｈｅ ｏｖｅｒｂｒｅａｋｉｎｇ ｏｆ ｈｏｒ ｉｚｏｎｔａｌ ｒｏｃｋ ｓｔｒａｔｕｍ ｔｕｎｎｅｌ ｉｓ ｒｅｌａｔｅ ｔｏ ｔｈｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ
ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ，ｓｔｒｅｓｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ，ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ
ｓｈｅｄｄｉｎｇ ｉｓ ｍｏｒｅ ｓｅｒｉｏｕｓ，ｔｈｅ ｏｖｅｒｂｒｅａｋｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ｗａｌｌ ａｒｃ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｓ ｓｅｒｉｏｕｓ． Ｔｈｅ ｅｘｃｅｓｓ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｆ ｉｅｌｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｉｓ ｆａｒ ｂｅｙｏｎｄ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅ ｖａｌｕｅ， ｗｈｉｃｈ ｃａｕｓｅｓ ｔｕｎｎｅｌ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ， ｄｒｅｇｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｖｅｒｂｒｅａｋｉｎｇ ｂａｃｋｆｉｌｌ ｑｕａｎｔｉｔｙ ａｌｓｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｇｒｅｅｓ． Ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｈｏｒ ｉｚｏｎｔａｌ ｒｏｃｋ ｓｔｒａｔｕｍ ｔｕｎｎｅｌ ｏｖｅｒｂｒｅａｋｉｎｇ ａｎｄ ｂａｃｋｆ ｉｌ１．
王 飞 料 赵 晓勇 马宏 韬
（中铁 第 一勘察 设计 院集 团有 限公 司， 西安 ７１００４３）
摘要 ：研究 目的 ：蒙华铁路蒙 陕段存在水平 岩层 ，多为粉砂 岩夹薄层 泥岩 ，层状 构造 ，层间结合 差 ，节理 裂隙发 育。水平 岩层段隧道施工时拱部水平 节理岩隙处易发生掉块剥 落 ，开挖找顶 、排险作业 后常表现 为不规则矩 形或平顶 ；仰拱开挖后基底 清理时顺水平节理剥离 ，岩块 脱落较严重 ，开挖轮 廓墙脚 “弧形位置 ”处超挖 严重 。 现场实测超挖量远超规范允许值 ，导致隧道开挖 、出渣运输及超挖 回填等数量不 同程度增加 ，因此有 必要 针对 水平 岩层 段隧道超挖 回填 的合理数量进 行分析研究 。
（Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｆｉｒｓｔ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｘｉ ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ ７ １００４３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｕｒｐｏｓｅｓ：Ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｒｏｃｋ ｓｔｒａｔｕｍ ｏｆ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ ａｎｄ Ｓｈａａｎｘｉ ｐａｒａｇｒａｐｈ ｏｆ Ｗ ｅｓｔ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ— Ｃｅｎｔｒａｌ Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ ｅｘｉｓｔｓ， ｍｏｓｔ ｏｆ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｓｉｈｓｔｏｎｅ ｃｌｉｐｐｉｎｇ ｔｈｉｎ ｌａｙｅｒ ｍｕｄｓｔｏｎｅ， ｗｉｔｈ ｓｔｒａｔｉｆｏｒｍ
ｒｏｃｋ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．（２）Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｆ ｉｅｌｄ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄａｔａ，ｕｓｉｎｇ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ
ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ，ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｅｅｋ ｔｒ ｕｔｈ ｆｒｏｍ ｆａｃｔｓ，ｄｅｄｕｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｒｏｒ，ｔｈｅ
研究结论 ：（１）水平岩层 隧道的超挖与爆破作业扰动 、开挖 应力 释放 、地 下水影 响、隧道不 同部位 、洞身 围 岩强 度及 施工方法等均有关 ；（２）结 合大量 现场 写实 与测量 数据 ，采 用数理 统计 分析方 法 ，遵循 实事求 是原 则 ，扣除施工误差影 响 ，得到 了隧道在 Ⅱ ～Ｖ级 围岩拱 部／边墙／仰拱 （底板 ）各部位 、有 无水工 况条件 下 ， 更加贴 近现场实际的 、合理 的超挖 及 回填数量 ；（３）本研 究结果 可为水 平岩层 条件下 隧道设 计 、现 场施工 、验 工计 价等提供一定 的借鉴和指导 ，也可为 同类型地质条件下隧道施工定额 的研究 提供参考 。 关键 词 ：水平岩层 ；层状构造 ；节理裂隙 ；超挖 回填 ；现场写实 ；数理 统计 中 图 分 类 号 ：Ｕ２５ 文献 标 识 码 ：Ａ
２０１８年 ４月 第 ４期 （总 ２３５）
铁 道 工 程 学 报
Ｊ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＲＡＩＬＷ ＡＹ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＳＯＣＩＥＴＹ
wk.baidu.com
文章编 号 ：１００６—２１０６（２０１８）０４－００７５－０６
Ａｐｒｉ ２０１８
ＮＯ．４（Ｓｅｒ．２３５）
水 平岩 层 隧道 超 挖 原 因及 合 理 超 挖 数 量 分 析
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｖｅｒｂｒｅａｋｉｎｇ Ｒｅａｓｏｎ ａｎｄ Ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ Ｏｖｅｒｂｒｅａｋｉｎｇ Ｑｕａｎｔｉｔｙ
ｉｎ ｔｈｅ Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｒ０ｃｋ Ｓｔｒａｔｕｍ Ｔｕｎｎｅｌ
Ｗ ＡＮＧ Ｆｅｉ，ＺＨＡＯ Ｘｉａｏ—ｙｏｎｇ，Ｍ Ａ Ｈｏｎｇ—ｔａｏ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ：（１）Ｔｈｅ ｏｖｅｒｂｒｅａｋｉｎｇ ｏｆ ｈｏｒ ｉｚｏｎｔａｌ ｒｏｃｋ ｓｔｒａｔｕｍ ｔｕｎｎｅｌ ｉｓ ｒｅｌａｔｅ ｔｏ ｔｈｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ
ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ，ｓｔｒｅｓｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｏｆ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｔｕｎｎｅｌ，ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ
ｓｈｅｄｄｉｎｇ ｉｓ ｍｏｒｅ ｓｅｒｉｏｕｓ，ｔｈｅ ｏｖｅｒｂｒｅａｋｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ｗａｌｌ ａｒｃ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｓ ｓｅｒｉｏｕｓ． Ｔｈｅ ｅｘｃｅｓｓ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｆ ｉｅｌｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｉｓ ｆａｒ ｂｅｙｏｎｄ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅ ｖａｌｕｅ， ｗｈｉｃｈ ｃａｕｓｅｓ ｔｕｎｎｅｌ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ， ｄｒｅｇｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｖｅｒｂｒｅａｋｉｎｇ ｂａｃｋｆｉｌｌ ｑｕａｎｔｉｔｙ ａｌｓｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｇｒｅｅｓ． Ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｈｏｒ ｉｚｏｎｔａｌ ｒｏｃｋ ｓｔｒａｔｕｍ ｔｕｎｎｅｌ ｏｖｅｒｂｒｅａｋｉｎｇ ａｎｄ ｂａｃｋｆ ｉｌ１．
王 飞 料 赵 晓勇 马宏 韬
（中铁 第 一勘察 设计 院集 团有 限公 司， 西安 ７１００４３）
摘要 ：研究 目的 ：蒙华铁路蒙 陕段存在水平 岩层 ，多为粉砂 岩夹薄层 泥岩 ，层状 构造 ，层间结合 差 ，节理 裂隙发 育。水平 岩层段隧道施工时拱部水平 节理岩隙处易发生掉块剥 落 ，开挖找顶 、排险作业 后常表现 为不规则矩 形或平顶 ；仰拱开挖后基底 清理时顺水平节理剥离 ，岩块 脱落较严重 ，开挖轮 廓墙脚 “弧形位置 ”处超挖 严重 。 现场实测超挖量远超规范允许值 ，导致隧道开挖 、出渣运输及超挖 回填等数量不 同程度增加 ，因此有 必要 针对 水平 岩层 段隧道超挖 回填 的合理数量进 行分析研究 。
（Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｆｉｒｓｔ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｘｉ ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ ７ １００４３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｕｒｐｏｓｅｓ：Ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｒｏｃｋ ｓｔｒａｔｕｍ ｏｆ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ ａｎｄ Ｓｈａａｎｘｉ ｐａｒａｇｒａｐｈ ｏｆ Ｗ ｅｓｔ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ— Ｃｅｎｔｒａｌ Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ ｅｘｉｓｔｓ， ｍｏｓｔ ｏｆ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｓｉｈｓｔｏｎｅ ｃｌｉｐｐｉｎｇ ｔｈｉｎ ｌａｙｅｒ ｍｕｄｓｔｏｎｅ， ｗｉｔｈ ｓｔｒａｔｉｆｏｒｍ