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《軟巖大變形研究現(xiàn)狀》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、隧道圍巖大變形階段報告1．概述深埋隧道通過軟巖和斷層帶時，在高的地應力和富水條件下通常產(chǎn)生大變形。這種隧道圍巖變形量大，而且位移速度也很大，一般可以達到數(shù)十厘米到數(shù)米，如果不支護或支護不當，收斂的最終趨勢是隧道將被完全封死，如果發(fā)生在永久襯砌構(gòu)筑以前，往往表現(xiàn)為初期支護嚴重破裂、扭曲，擠出面侵入限界。這種大變形危害巨大，嚴重影響施工工期或者線路正常運營，而且整治費用高昂。在國內(nèi)外相繼出現(xiàn)了大量的隧道圍巖大變形工程實例，并且在治理這些問題中取得了很多經(jīng)驗。日本的巖手隧道，長25.8km，采用新奧法施
2、工。地質(zhì)條件為凝灰?guī)r及泥巖互層，單軸抗壓強度為2~6MPa。施工中凈空位移和拱頂沉降都是很大的，上斷面的凈空位移100~400mm，最大到411mm；下斷面的凈空位移最大為200mm，拱頂下沉為10~100mm。日本惠那山隧道，長8.635km，圍巖以花崗巖為主，其中斷層破碎帶較多，局部為粘土，巖體節(jié)理發(fā)育、破碎，巖石的抗壓強度為1.7~3.0MPa，隧道埋深為400~450m，原始地應力為10~11MPa。施工時產(chǎn)生了大變形，在地質(zhì)最差的地段，拱頂下沉達到930mm，邊墻收斂達到1120mm，有
3、600cm2面積的噴射混凝土侵入模筑混凝土凈空。最后采用9.0m和13.5m的長錨桿，并重新噴護20cm厚的鋼纖維混凝土后，結(jié)構(gòu)才得以基本穩(wěn)定。陶恩隧道長6400m，開挖斷面面積90-105m2，位于顯著變質(zhì)的巖帶內(nèi)，如片巖、千枚巖等，主要巖層為絹云母、千枚巖夾綠泥石，抗壓強度R=0.4-1.7MPa，洞內(nèi)無地下水活動，隧道埋深為600-1000m，原始地應力為16.0-27.0MPa，側(cè)壓力系數(shù)近似為1.0，圍巖強度比為0.05-0.06。陶恩隧道采用臺階法施工，在設(shè)計時，由于對在擠壓性圍巖隧道
4、施工缺乏經(jīng)驗，采用的初期支護參數(shù)較小，導致拱頂發(fā)生1.2m的位移。而后把錨桿改為6m，并初次采用縱向伸縮縫，縫寬20cm，間隔3m，支撐也是可縮的，并在隧道底部增加了隧底錨桿，噴射混凝土厚度保持25cm不變。上述補強措施對大變形起到了一定的控制作用，但已完成段，其洞壁已嚴重侵入二次襯砌凈空，只能采取擴挖的辦法處理，增加了施工的難度，同時又具有一定的危險性。此時的凈空收斂大約是20-25cm。要再大時，要增打9m以上長度的錨桿。奧地利阿爾貝格隧道隧道長13980m，開挖斷面面積90-103m2，巖石
5、主要為千枚巖、片麻巖，局部為含糜棱巖的片巖、綠泥巖，巖石強度為1.2~1.9MPa，隧道的埋深平均為350m，最大埋深為740m，原始地應力為13.0MPa，圍巖強度比為0.1~0.2。隧道采用自上而下的分布開挖法，先開挖弧形導坑，施作初期支護，然后再開挖臺階(分左、右兩次分別進行)，最后檢底。由于阿爾貝格隧道是在陶恩隧道之后施工的，該隧道設(shè)計時的初期支護就比較強，噴射混凝土厚20~25cm，錨桿長6.0m，同時安設(shè)了可縮剛架。但是由于巖層產(chǎn)狀不利，錨桿的長度仍不夠，施工中支護產(chǎn)生了很大變形，拱頂
6、下沉量達到15~35cm，最大水平收斂達70cm，變形速度達11.5cm/d，后來采取將錨桿的長度增加到9.0~12.0m的辦法，才是變形得到了控制，變形速度降為5.0cm/d，變形收斂時間為100~150d。家竹箐隧道隧道全長4990m。隧道位于盤關(guān)向斜東翼，屬單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀N20°～35°E/18°～30°NW。由于距向斜軸部較遠，故皺褶、斷層不發(fā)育，只在隧道中部煤系地層中發(fā)育有一正斷層F1，其破碎帶寬15～20m。隧道橫穿家竹箐煤田。隧道南段為玄武巖，北段為灰?guī)r，北段為灰?guī)r，中部3890
7、m為砂、泥巖及為鈣質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)的砂巖夾泥巖的煤系地層。隧道掘進進入分水嶺之下的地層深部后，在接近最大埋深(404m)的煤系地層地段，由于高地應力的作用，錨噴支護相繼發(fā)生嚴重變形。在一般地段，拱頂下沉為50-80cm，側(cè)壁內(nèi)移50-60cm，底部隆起50-80cm；在變形最嚴重地段，拱頂下沉達到240cm，底部隆起達到80-100cm，側(cè)壁內(nèi)移達到160cm。為整治病害具體措施如下:①設(shè)置特長錨桿加固地層；②改善隧道斷面形狀，加大邊墻曲率；③采用先柔后剛、先放后抗的支護措施；④加大預留變形量；⑤提高
8、二次襯砌的剛度；⑥加強仰拱。大變形得到迅速整治，襯砌施工后，結(jié)構(gòu)完好，未出現(xiàn)任何開裂現(xiàn)象，經(jīng)預埋的應力、應變計測試，有足夠的安全儲備。木寨嶺隧道全長1710m，穿越地層圍巖主要為二疊系炭質(zhì)板巖夾砂巖及硅質(zhì)砂板巖。存在的主要構(gòu)造體系是山字型構(gòu)造體系。屬地應力集中區(qū)，隧道穿越區(qū)為溝谷側(cè)，原始地應力難以釋放。隧道主要地質(zhì)為炭質(zhì)板巖夾泥巖，局部泥化軟弱，呈灰黑色，圍巖層理呈褶皺狀扭曲變形嚴重，大部分地段圍巖較破碎，洞身滲涌水頻繁，部分地段呈股流。隧道在高地應力大變形地段，嚴重處拱頂累計下沉
