強(qiáng)震高地應(yīng)力富水碳質(zhì)板巖隧道大變形段落施工措施

在建都汶高速公路龍溪隧道為高地應(yīng)力、高瓦斯隧道,針對龍溪隧道高地應(yīng)力擠壓變形的特殊性,分析了隧道施工過程中因高地應(yīng)力造成的隧道大變形的特點(diǎn),分析了大變形機(jī)理,在此基礎(chǔ)上對典型地段進(jìn)行了數(shù)值分析,確定了大變形地段安全、經(jīng)濟(jì)、合理的支護(hù)參數(shù)。龍溪隧道大變形段后續(xù)施工實(shí)踐表明,數(shù)值分析確定的支護(hù)參數(shù)和論文提出的施工措施有效地限制了隧道的高地應(yīng)力擠壓變形,確保了隧道的施工安全。龍溪隧道的施工實(shí)踐為高地應(yīng)力隧道的施工提供了有意義的技術(shù)資料,可供同類隧道施工借鑒。

我國幅員遼闊，地形地質(zhì)條件復(fù)雜。隨著高速鐵路、公路等基礎(chǔ)設(shè)施快速發(fā)展，山嶺隧道建設(shè)的工程規(guī)模逐漸增大，遇到的復(fù)雜不良地質(zhì)情況也越來越多，給隧道施工帶來極大危害。本文根據(jù)湖北省宜巴高速17標(biāo)段峽口隧道大變形進(jìn)行了分析，總結(jié)出高地應(yīng)力軟弱地段隧道施工技術(shù)措施，軟巖隧道塌方的原因，主要與地下水、圍巖地質(zhì)、施工情況等因素有關(guān)系。但針對不同的軟巖隧道，其塌方原因又各有差異。僅供業(yè)內(nèi)人士參考。

高地應(yīng)力下隧道的圍巖變形是巖體力學(xué)的關(guān)鍵問題之一,甘肅關(guān)山隧道埋深較大,在穿越高地應(yīng)力區(qū)域時極易出現(xiàn)圍巖失穩(wěn)、塌方及支護(hù)結(jié)構(gòu)大變形等現(xiàn)象。選取隧道典型試驗(yàn)段,通過數(shù)值計算及數(shù)據(jù)監(jiān)測,對其大變形規(guī)律和防控技術(shù)進(jìn)行了研究,進(jìn)而得到了隧道圍巖的變形和應(yīng)力分布規(guī)律。根據(jù)分析結(jié)果,建議隧道襯砌施工時采用柔性支護(hù)的理念進(jìn)行設(shè)計,優(yōu)化邊墻曲率,加大預(yù)留變形量,采取徑向注漿加固及降低擾動。實(shí)踐表明,一系列防控措施有效控制了圍巖變形,降低了隧道施工風(fēng)險,可為以后類似工程的設(shè)計和施工提供實(shí)踐借鑒。

碳質(zhì)板巖地層大斷面隧道變形控制施工技術(shù)

雙線大斷面鐵路隧道通過碳質(zhì)板巖地層時,極易發(fā)生大變形。在現(xiàn)場工程實(shí)踐和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,文章從地質(zhì)條件、地下水、支護(hù)參數(shù)、施工工藝等方面著重對碳質(zhì)板巖地段變形演化機(jī)理及引發(fā)大變形的各類因素進(jìn)行了分析,并提出了優(yōu)化支護(hù)參數(shù)、加強(qiáng)錨桿對結(jié)構(gòu)變形的控制、注漿納入工序化管理等控制此類大變形的措施。

軟弱圍巖在高地應(yīng)力作用下發(fā)生大變形及破壞的特征不僅受圍巖本身力學(xué)性質(zhì)的影響,還與原始地應(yīng)力狀況及工程因素等有關(guān)。榴桐寨隧道埋深約1400m,圍巖以軟巖為主,構(gòu)造帶可能應(yīng)力集中,軟巖存在大變形問題。隧道軟質(zhì)巖大變形主要影響因素包括地應(yīng)力條件、巖體強(qiáng)度、地質(zhì)構(gòu)造影響程度、地下水發(fā)育特征、圍巖分級、巖石膨脹性。當(dāng)圍巖內(nèi)部的最大地應(yīng)力與圍巖強(qiáng)度的比值達(dá)到某一水平時才可能發(fā)生軟巖大變形。研究表明,當(dāng)強(qiáng)度應(yīng)力比小于0.3～0.5時,即能產(chǎn)生比正常隧道大一倍以上的變形。通過對榴桐寨隧道發(fā)生軟巖大變形的機(jī)理研究,找到一套行之有效的施工控制措施是保障施工及運(yùn)營期安全的關(guān)鍵。

木寨嶺隧道施工過程中穿越炭質(zhì)板巖，根據(jù)炭質(zhì)板巖的特性，發(fā)生多次軟巖大變形，給木寨嶺隧道施工帶來極大困難。通過長期監(jiān)測，了解支護(hù)結(jié)構(gòu)受力和變形狀況，并對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析和反饋，為施工和運(yùn)營服務(wù)。

高地應(yīng)力軟巖大變形隧道施工技術(shù) 中鐵十四局集團(tuán)第四工程有限公司石貞峰 摘要：堡鎮(zhèn)隧道為宜萬鐵路第二長隧、七大控制工程之一，也是全線施工難度最大的隧道 之一。堡鎮(zhèn)隧道圍巖屬于高地應(yīng)力軟巖，在施工中發(fā)生高地應(yīng)力軟巖大變形。結(jié)合 軟巖的巖性分析情況，采用科研引導(dǎo)、穩(wěn)扎穩(wěn)打的方針，制定了詳細(xì)的施工方案， 在施工過程中探索、研究出了控制軟巖大變形的施工技術(shù)。 關(guān)鍵詞：堡鎮(zhèn)隧道高地應(yīng)力軟巖大變形施工技術(shù) 1工程概況 堡鎮(zhèn)隧道左線全長11565m，右線全長11599m，線間距30m,右線初期設(shè)計為平導(dǎo)，作 為左線輔助施工通道，后期再將平導(dǎo)擴(kuò)挖形成右線隧道。是宜萬鐵路第二長隧、七大控制工 程之一，也是全線唯一的高地應(yīng)力軟巖長隧。十四局承擔(dān)左線進(jìn)口段5641m、右線進(jìn)口段 5622m的施工任務(wù)。 隧道穿越巖層主要為粉砂質(zhì)頁巖、泥質(zhì)頁巖，呈灰黑色，多軟弱泥質(zhì)夾層帶

高地應(yīng)力軟巖隧道施工具有風(fēng)險大、變形大、工期長等多項特點(diǎn),因此在具體施工中,要做好相應(yīng)的分析工作,從而確保工程的合理施工。

高低應(yīng)力軟巖隧道大變形給施工帶來的巨大的困難，針對大變形的施工技術(shù)是目前我國面臨的重大技術(shù)難題。結(jié)合高

高地應(yīng)力軟巖隧道施工中常常會因?yàn)檐泿r大變形而發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害,由此給隧道工程施工建設(shè)帶來很大的困難,甚至?xí)o施工人員造成生命危險.結(jié)合劉家溝隧道高地應(yīng)力軟巖大變形中存在的問題,分析并制定相應(yīng)的施工控制技術(shù),從而有效地控制軟巖大變形的發(fā)生,保證工程安全快速建設(shè).

高地應(yīng)力軟巖隧道施工具有風(fēng)險大、變形大、工期長等多項特點(diǎn),因此在具體施工中,要做好相應(yīng)的分析工作,從而確保工程的合理施工.

高地應(yīng)力軟巖隧道施工具有風(fēng)險大、變形大、工期長等多項特點(diǎn),因此在具體施工中,要做好相應(yīng)的分析工作,從而確保工程的合理施工。

高地應(yīng)力軟巖大變形隧道施工技術(shù) 中鐵十四局集團(tuán)第四工程有限公司石貞峰 摘要：堡鎮(zhèn)隧道為宜萬鐵路第二長隧、七大控制工程之一，也是全線施工難度最大的隧道 之一。堡鎮(zhèn)隧道圍巖屬于高地應(yīng)力軟巖，在施工中發(fā)生高地應(yīng)力軟巖大變形。結(jié)合 軟巖的巖性分析情況，采用科研引導(dǎo)、穩(wěn)扎穩(wěn)打的方針，制定了詳細(xì)的施工方案， 在施工過程中探索、研究出了控制軟巖大變形的施工技術(shù)。 關(guān)鍵詞：堡鎮(zhèn)隧道高地應(yīng)力軟巖大變形施工技術(shù) 1工程概況 堡鎮(zhèn)隧道左線全長11565m，右線全長11599m，線間距30m,右線初期設(shè)計為平導(dǎo)，作 為左線輔助施工通道，后期再將平導(dǎo)擴(kuò)挖形成右線隧道。是宜萬鐵路第二長隧、七大控制工 程之一，也是全線唯一的高地應(yīng)力軟巖長隧。十四局承擔(dān)左線進(jìn)口段5641m、右線進(jìn)口段 5622m的施工任務(wù)。 隧道穿越巖層主要為粉砂質(zhì)頁巖、泥質(zhì)頁巖，呈灰黑色，多軟弱泥質(zhì)夾層帶

針對烏鞘嶺隧道嶺脊段高地應(yīng)力千枚巖大變形,提出了將一種小直徑錨索應(yīng)用于隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)中,取代在隧道上半斷面所架設(shè)的橫向鋼管支撐。小直徑錨索即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)錨,又具有有效摩擦錨固;安裝快捷。索體在一定范圍內(nèi)自由伸縮,能滿足大變形要求。

木寨嶺隧道施工中受到高地應(yīng)力軟巖地質(zhì)的影響,初期支護(hù)多處出現(xiàn)大變形,破壞嚴(yán)重。為了保證順利安全施工,采用了先柔后剛、先放后抗、多重支護(hù)、預(yù)留變形量、應(yīng)力釋放、提高二次襯砌剛度和超短臺階開挖等措施,有效控制了圍巖大變形。文章主要介紹了木寨嶺隧道的工程概況、施工中出現(xiàn)的大變形情況,以及控制大變形的各項措施和效果檢驗(yàn)。

蘭渝鐵路毛羽山隧道出口段穿越薄層狀碳質(zhì)板巖地層,區(qū)域原巖應(yīng)力較大且以水平構(gòu)造應(yīng)力為主,隧道開挖過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的大變形情況。通過分析,認(rèn)為高地應(yīng)力、最大水平主應(yīng)力與隧道軸線呈大角度相交是大變形的主要因素。隧道施工過程中,通過采取提高支護(hù)體系剛度、合理預(yù)留變形量,以及采用長錨桿、多重支護(hù)和超短臺階法等常規(guī)措施控制了圍巖變形;基于對圍巖動態(tài)演化機(jī)制的認(rèn)識,提出了高地應(yīng)力隧道超前導(dǎo)洞法應(yīng)力控制釋放技術(shù),開展了大型工程試驗(yàn)。階段性試驗(yàn)成果表明,采用超前導(dǎo)洞有效地降低了正洞施工時的變形速率,對上中臺階影響尤為顯著。通過對應(yīng)力控制釋放技術(shù)研究的進(jìn)一步深化,有望探索出安全、高效的高地應(yīng)力軟巖施工新技術(shù)。

結(jié)合龍?zhí)端淼朗┕?shí)踐,詳細(xì)介紹了隧道開挖支護(hù)、監(jiān)控量測、圍巖注漿、臨時支護(hù)等施工技術(shù)。實(shí)踐證明:采用動態(tài)設(shè)計方法,利用監(jiān)控量測手段并及時調(diào)整支護(hù)類型,能夠有效確保隧道施工安全和工程質(zhì)量。

高地應(yīng)力軟弱圍巖段施工將不可避免地產(chǎn)生大變形,做好施工期圍巖變形的預(yù)測工作對隧道安全施工至關(guān)重要。采用大型有限差分程序?qū)σ巳f鐵路堡鎮(zhèn)隧道大變形段施工進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,并將模擬結(jié)果與實(shí)測變形結(jié)果做了對比,驗(yàn)證三維數(shù)值模擬的可靠性,掌子面與監(jiān)測斷面距離較近時數(shù)值模擬預(yù)測圍巖變形有較高的精度,但隨著監(jiān)測斷面與掌子面距離的增大預(yù)測誤差逐漸增大。

目前,對于考慮含水劣化的軟巖蠕變力學(xué)特性研究存在一定的局限性。針對此問題,以滬昆客運(yùn)專線長昆湖南段姚家隧道施工期泥質(zhì)板巖的蠕變問題為出發(fā)點(diǎn),通過三軸壓縮蠕變試驗(yàn)分析應(yīng)力狀態(tài)及吸水率對泥質(zhì)板巖蠕變特性的影響規(guī)律,在已有burgers蠕變本構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,引入水劣化因子,建立泥質(zhì)板巖考慮吸水率的黏彈塑性蠕變本構(gòu)方程,將蠕變參數(shù)轉(zhuǎn)化為prony級數(shù),在ansys軟件中驗(yàn)證蠕變本構(gòu)方程的合理性。研究結(jié)果表明:隨著吸水率的增大,泥質(zhì)板巖的蠕變變形和蠕變率增大,進(jìn)入等速及加速蠕變階段的進(jìn)程加快;應(yīng)力差的增大預(yù)示著泥質(zhì)板巖進(jìn)入等速及加速蠕變階段的進(jìn)程加快,時間縮短;隨著吸水率的增大,泥質(zhì)板巖蠕變參數(shù)(變形模量、黏滯系數(shù)、體積模量)呈指數(shù)函數(shù)減小。將顧及了水劣化因子的蠕變本構(gòu)模型輸入至ansys軟件中,計算結(jié)果與三軸壓縮蠕變試驗(yàn)結(jié)果吻合度較高,表明考慮吸水率的黏彈塑性蠕變本構(gòu)模型具有較強(qiáng)的實(shí)效性,可以用于描述富水泥質(zhì)板巖隧道圍巖的蠕變規(guī)律。

在施工過程中圍巖變形規(guī)律對高地應(yīng)力隧道施工控制大變形非常關(guān)鍵,也是選擇隧道開挖方式、支護(hù)型式、支護(hù)參數(shù)、支護(hù)時機(jī)的技術(shù)依據(jù)。采用有限元數(shù)值模擬分析對高地應(yīng)力大變形隧道采用臺階法開挖過程中的圍巖變形規(guī)律進(jìn)行數(shù)值模擬分析,并針對其開挖過程中的預(yù)留核心土長度對變形的影響進(jìn)行了探討,提出了合理的臺階長度和核心土長度,其結(jié)果對高地應(yīng)力大變形隧道的設(shè)計與施工具有指導(dǎo)作用。

堡鎮(zhèn)隧道高地應(yīng)力順層偏壓軟巖大變形段的快速施工技術(shù) 孫偉亮 (中鐵十四局集團(tuán)有限公司,濟(jì)南250014) 摘要:堡鎮(zhèn)隧道的主要工程地質(zhì)特點(diǎn)是在高地應(yīng)力、順層偏壓、軟巖地質(zhì)條件下隧道發(fā)生大變形。在對國內(nèi)外高地應(yīng)力軟巖隧道 施工技術(shù)研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,分別對順層偏壓地層和高地應(yīng)力順層偏壓地層隧道施工力學(xué)行為分析,制定了“超前支護(hù)、初支加強(qiáng)、合 理變形、先放后抗、先柔后剛、剛?cè)岵?jì)、及時封閉、底部加強(qiáng)、改善結(jié)構(gòu)、地質(zhì)預(yù)報”的快速施工原則和總體方案。通過對開挖方法、 通風(fēng)方式、機(jī)械設(shè)備配套技術(shù)及管理技術(shù)等方面的綜合攻關(guān),實(shí)現(xiàn)了同類工程安全無事故條件下的快速施工。 關(guān)鍵詞:高地應(yīng)力;順層偏壓;軟巖大變形;隧道;快速施工技術(shù) 中圖分類號:u455文獻(xiàn)標(biāo)志碼:b文章編號:1672-741x(2009)01-