关角隧道大变形处理技术
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道 大 学学报 （自然科 学版 ）
Ｖ ．４ Ｎ． 。 ２ 。 １ １
２１年３ ＪＵＮ Ｌ Ｆ ＨＪ ＺＵ Ｎ ＥＡ Ｎ ＥＳ Ｙ（ＡＵＡ Ｉ Ｃ ） Ｍｒ２１ ０１ 月 Ｏ ＲＡ Ｉ Ｈ ＡＧＴ Ｄ Ｏ Ｉ ＲＩ ＮＴＲＬ Ｃ ＮＥ ＯＳ Ｉ Ａ Ｉ ＵＶ Ｔ Ｓ Ｅ ａ ０１ ．
条 小角 度 的挤 压性 断层 ， 初期 支护在 不 均匀 水 平 应力 作 用 下 发生 了大 变 形 。 Ｉ线 隧 道 Ｄ ３ ８十１５～ 十 Ｋ０ １
０ ０段 左侧 （ 向大里 程 ） 大水 平 收敛 变形 达 ４ ０ｍｍ，１ 隧道 Ｄ Ｋ ０ ９ ０一 ＋８ ３段 左 侧 （ 向大 ６ 面 最 ６ Ｉ线 ｙ ３ ７＋ ４ ９ 面 里 程 ） 大水平 收敛 变形 达 ４ ０ｍｍ。过大 的变形 导致 喷射 混凝 土剥 落掉块 ， 最 １ 拱架 严重 变形 ， 并发 生扭 曲 。
男 １７ ９６年出生
工程 师
１ ８
石 家庄铁道 大 学学报 （ 自然科 学版 ）
第２ ４卷
东 褶皱 系南祁 连褶皱 带 。在新构 造分 区上 ， 于青藏 断块 北 部宗 务 隆 山一 祁连 山强 烈 隆起 区 ， 浆 活动 、 属 岩
９号 斜井井 身 Ｘ ４ ｘ ２ 位 于 石炭 系 板 岩 中 ， Ｏ＋ ０～ ０＋ ５段 由于 该 段地 层 为 层 状构 造 ， 岩体 松 散 破 碎 ， 岩
质较 软 ， 岩块 间结合 力较 差 ， 导致右 侧 （ 向掌 子 面 ） 面 边墙 出现 不 同程 度 的变形 ， 钢架 扭 曲 ， 混凝 土剥 落 。 ｌ ０号斜 井 正洞 由于 Ｉ 隧道 Ｄ ３ ８＋ ０ 线 Ｋ ０ ０ ０～＋１５段 、 １ Ⅱ线 隧 道 Ｄ Ｋ ０ ｙ ３ ７＋８ ０～＋ ４ ２ ９ ０段 洞 身通 过一
１ ， 中二 郎洞 断层 束 长达 ２３５ｉ， 具有 一 定 的 高地 应 力 。受 复杂 地质 的影 响 ， 角 隧道 ７条 其 ５ 且 ｎ 关
施 工 中发 生 了不 同程度 的 大变形 ， 大变形 达到 了５ ５ｍ 现 场对发 生变形段 采取 了横 撑 、 最 ０ ｍ， 长锚
杆 、 向 注浆 、 次 支护 等措施 进行 加 强 ， 未开段 采 取 了加 强初 期 支护 、 径 二 对 双层 初 期 支 护 、 整初 调 期 支护 曲率 等措 施 来抑制 变形并取得 了成功 。
５ ０段 ， 大 变 形 达 到 了 ５ ５ｍｌ ０ 最 ０ ｉ。 ｌ
２ 变 形原 因分 析
（） １ 地质 方 面的原 因 。变 形段 在大 地构 造 上位 于 新 构造 活 动 强烈 的青 藏 高原 东北 缘 ， 于 祁连 加 里 属
收 稿 日期 ：０ ０ ２—０ ２ １ １ ３
作者简介 ： 张旭珍
护抗力难 以满 足 围岩压力 时 ， 会 出现初 期支护 变形 后侵 入设计 的二次衬 砌净 空 限界 ， 称 ” 将 简 变形 侵 限 ” 。 隧道变形 侵 限不仅严 重影 响施 工工 期 ， 高工 程 费 用 ， 加 安 全 隐患 ， 提 增 同时 ， 处 理措 施 不 当则会 遗 留重 若 大的质 量后 患 。 日本 的惠那 山 、 意大 利 的 陶恩 、 中国 的家 竹 箐 、 郎 山 、 鞘 岭 等 隧 道都 出现 过 不 同程 度 二 乌 的变形侵 限 问题 。因此 ， 如何控 制及处 理变 形侵 限是 隧道 工程施 工 中应 当十分 重视 的问题 … 。
关 角隧 道 大 变 形处 理 技 术
张旭 珍
（ 中铁 第 一 勘 察 设 计 院 集 团 有 限 公 司 ， 西 西 安 陕 ７０ ４ ） １０ ３
摘 要 ： 角隧道全 长 ３ ．４ ｍ， 目前 国 内在 建的 最长 的单线铁 路 隧道 。 隧道通 过 区岩 性 关 ２６５ｋ 为 极其 复杂 ， 沉积岩 、 岩浆 岩 、 变质岩 三 大岩类 均有 出露 ， 裂构 造极 为发 育 ， 过 大 小不 等 断层 共 断 通
关 键词 ： 隧道 ； 钻爆 法 ； 变形 ； 大 处理 方案
中图分类 号 ： ４ ３ ５ 文献标 识码 ： Ｕ５． Ａ 文 章编号 ： ０ ５— ３ ３ ２ １ ） １ ０ １ ０ ２ ９ ０ ７ （０ １ ０ — ０ ７—４
在 隧道工 程施工 中 ， 由于 开挖 活动造 成应力 重新 调整 分 布 ， 围岩 压应 力使 支护 体 系发 生变 形 ， 一旦 支
９号斜井 进入 正洞 后 ， 由于该段 位 于二 郎洞断 裂带 内 ， 裂构造 发育 ， 断 局部 应力 集 中 ， 终 破碎 围岩在 最 地 质构造 应力作 用 下 ， 导致 变更 范 围内 长大 段 落 发 生不 同程 度 的 变形 ， 为严 重 的 为 Ｄ Ｋ ０ ４ ０～ ＋ 最 ｙ ３ ４＋ ３
１ 工 程 概 况
新建 关角 隧道位 于既有 铁路 天棚 至察 汗诺 车站 之 间 ， 长 ３ ．４ ｍ（ 道进 口高程 为 ３３ ０ ７ ， 全 ２ ６ ５ｋ 隧 ８ ． ５ 出 口高程为 ３３ ４ ０ ） 设计 为两 座平行 的单 线隧道 ， 计时 速 １０ｋ ／ ， 间距 ４ 均位 于直线 段上 。 ２ ． ５ ， 设 ６ ｍ ｈ 线 ０ ｍ， 关角 隧道地 层岩 性极其 复 杂 ， 沉积 岩 、 浆岩 、 岩 变质 岩 三 大 岩类 均 有 出 露 ， 隧道 通 过 区 内断裂 构 造 极 为发 育 ， 过大小 不等 断层共 １ 通 ７条 ， 中二 郎洞 断层束 长达 ２３ ５Ｉ， 工程 建 设极 其不 利 。根 据对 地 质 其 ５ ｌ对 ｌ 钻孔 地应力 的实 测结果 分析 ， 于 ｆ７断层 附近 （ ３断裂 带 内 ） Ｄ Ｚ８孔 的最 大水平 主应 力 的最 大值 为 位 １ Ｆ 的 Ｓ一 ２ ．４ ＭＰ ， ２ ０ ａ 明显 高于其 它孔 ， 在发 生较 大变形 的可能 。 存
Ｖ ．４ Ｎ． 。 ２ 。 １ １
２１年３ ＪＵＮ Ｌ Ｆ ＨＪ ＺＵ Ｎ ＥＡ Ｎ ＥＳ Ｙ（ＡＵＡ Ｉ Ｃ ） Ｍｒ２１ ０１ 月 Ｏ ＲＡ Ｉ Ｈ ＡＧＴ Ｄ Ｏ Ｉ ＲＩ ＮＴＲＬ Ｃ ＮＥ ＯＳ Ｉ Ａ Ｉ ＵＶ Ｔ Ｓ Ｅ ａ ０１ ．
条 小角 度 的挤 压性 断层 ， 初期 支护在 不 均匀 水 平 应力 作 用 下 发生 了大 变 形 。 Ｉ线 隧 道 Ｄ ３ ８十１５～ 十 Ｋ０ １
０ ０段 左侧 （ 向大里 程 ） 大水 平 收敛 变形 达 ４ ０ｍｍ，１ 隧道 Ｄ Ｋ ０ ９ ０一 ＋８ ３段 左 侧 （ 向大 ６ 面 最 ６ Ｉ线 ｙ ３ ７＋ ４ ９ 面 里 程 ） 大水平 收敛 变形 达 ４ ０ｍｍ。过大 的变形 导致 喷射 混凝 土剥 落掉块 ， 最 １ 拱架 严重 变形 ， 并发 生扭 曲 。
男 １７ ９６年出生
工程 师
１ ８
石 家庄铁道 大 学学报 （ 自然科 学版 ）
第２ ４卷
东 褶皱 系南祁 连褶皱 带 。在新构 造分 区上 ， 于青藏 断块 北 部宗 务 隆 山一 祁连 山强 烈 隆起 区 ， 浆 活动 、 属 岩
９号 斜井井 身 Ｘ ４ ｘ ２ 位 于 石炭 系 板 岩 中 ， Ｏ＋ ０～ ０＋ ５段 由于 该 段地 层 为 层 状构 造 ， 岩体 松 散 破 碎 ， 岩
质较 软 ， 岩块 间结合 力较 差 ， 导致右 侧 （ 向掌 子 面 ） 面 边墙 出现 不 同程 度 的变形 ， 钢架 扭 曲 ， 混凝 土剥 落 。 ｌ ０号斜 井 正洞 由于 Ｉ 隧道 Ｄ ３ ８＋ ０ 线 Ｋ ０ ０ ０～＋１５段 、 １ Ⅱ线 隧 道 Ｄ Ｋ ０ ｙ ３ ７＋８ ０～＋ ４ ２ ９ ０段 洞 身通 过一
１ ， 中二 郎洞 断层 束 长达 ２３５ｉ， 具有 一 定 的 高地 应 力 。受 复杂 地质 的影 响 ， 角 隧道 ７条 其 ５ 且 ｎ 关
施 工 中发 生 了不 同程度 的 大变形 ， 大变形 达到 了５ ５ｍ 现 场对发 生变形段 采取 了横 撑 、 最 ０ ｍ， 长锚
杆 、 向 注浆 、 次 支护 等措施 进行 加 强 ， 未开段 采 取 了加 强初 期 支护 、 径 二 对 双层 初 期 支 护 、 整初 调 期 支护 曲率 等措 施 来抑制 变形并取得 了成功 。
５ ０段 ， 大 变 形 达 到 了 ５ ５ｍｌ ０ 最 ０ ｉ。 ｌ
２ 变 形原 因分 析
（） １ 地质 方 面的原 因 。变 形段 在大 地构 造 上位 于 新 构造 活 动 强烈 的青 藏 高原 东北 缘 ， 于 祁连 加 里 属
收 稿 日期 ：０ ０ ２—０ ２ １ １ ３
作者简介 ： 张旭珍
护抗力难 以满 足 围岩压力 时 ， 会 出现初 期支护 变形 后侵 入设计 的二次衬 砌净 空 限界 ， 称 ” 将 简 变形 侵 限 ” 。 隧道变形 侵 限不仅严 重影 响施 工工 期 ， 高工 程 费 用 ， 加 安 全 隐患 ， 提 增 同时 ， 处 理措 施 不 当则会 遗 留重 若 大的质 量后 患 。 日本 的惠那 山 、 意大 利 的 陶恩 、 中国 的家 竹 箐 、 郎 山 、 鞘 岭 等 隧 道都 出现 过 不 同程 度 二 乌 的变形侵 限 问题 。因此 ， 如何控 制及处 理变 形侵 限是 隧道 工程施 工 中应 当十分 重视 的问题 … 。
关 角隧 道 大 变 形处 理 技 术
张旭 珍
（ 中铁 第 一 勘 察 设 计 院 集 团 有 限 公 司 ， 西 西 安 陕 ７０ ４ ） １０ ３
摘 要 ： 角隧道全 长 ３ ．４ ｍ， 目前 国 内在 建的 最长 的单线铁 路 隧道 。 隧道通 过 区岩 性 关 ２６５ｋ 为 极其 复杂 ， 沉积岩 、 岩浆 岩 、 变质岩 三 大岩类 均有 出露 ， 裂构 造极 为发 育 ， 过 大 小不 等 断层 共 断 通
关 键词 ： 隧道 ； 钻爆 法 ； 变形 ； 大 处理 方案
中图分类 号 ： ４ ３ ５ 文献标 识码 ： Ｕ５． Ａ 文 章编号 ： ０ ５— ３ ３ ２ １ ） １ ０ １ ０ ２ ９ ０ ７ （０ １ ０ — ０ ７—４
在 隧道工 程施工 中 ， 由于 开挖 活动造 成应力 重新 调整 分 布 ， 围岩 压应 力使 支护 体 系发 生变 形 ， 一旦 支
９号斜井 进入 正洞 后 ， 由于该段 位 于二 郎洞断 裂带 内 ， 裂构造 发育 ， 断 局部 应力 集 中 ， 终 破碎 围岩在 最 地 质构造 应力作 用 下 ， 导致 变更 范 围内 长大 段 落 发 生不 同程 度 的 变形 ， 为严 重 的 为 Ｄ Ｋ ０ ４ ０～ ＋ 最 ｙ ３ ４＋ ３
１ 工 程 概 况
新建 关角 隧道位 于既有 铁路 天棚 至察 汗诺 车站 之 间 ， 长 ３ ．４ ｍ（ 道进 口高程 为 ３３ ０ ７ ， 全 ２ ６ ５ｋ 隧 ８ ． ５ 出 口高程为 ３３ ４ ０ ） 设计 为两 座平行 的单 线隧道 ， 计时 速 １０ｋ ／ ， 间距 ４ 均位 于直线 段上 。 ２ ． ５ ， 设 ６ ｍ ｈ 线 ０ ｍ， 关角 隧道地 层岩 性极其 复 杂 ， 沉积 岩 、 浆岩 、 岩 变质 岩 三 大 岩类 均 有 出 露 ， 隧道 通 过 区 内断裂 构 造 极 为发 育 ， 过大小 不等 断层共 １ 通 ７条 ， 中二 郎洞 断层束 长达 ２３ ５Ｉ， 工程 建 设极 其不 利 。根 据对 地 质 其 ５ ｌ对 ｌ 钻孔 地应力 的实 测结果 分析 ， 于 ｆ７断层 附近 （ ３断裂 带 内 ） Ｄ Ｚ８孔 的最 大水平 主应 力 的最 大值 为 位 １ Ｆ 的 Ｓ一 ２ ．４ ＭＰ ， ２ ０ ａ 明显 高于其 它孔 ， 在发 生较 大变形 的可能 。 存