隧道工程围岩大变形及预测预报研究
隧道超前地质预报的概念及其研究的目的与意义
隧道超前地质预报的概念及其研究的目的与意义一、隧道超前地质预报的定义近年来，随着我国国民经济的迅速发展，以及高速铁路、高速公路、路、城市轨道交通等工程大规模建设，长大隧道数量也越来越多。
但隧道施工进度经常成为制约整个整个工程进展的瓶颈，隧道快速掘进的主要难题是如何超前了解掌子面前方的地质情况和岩石力学参数，其中隧道轴线的地质界面可能会在施工掘进中发生严重的问题，如塌方、突泥、突涌等灾害，尤其是当这些灾害交叉发生时，问题会更加严重。
隧道超前地质预报就是解决个难题行之有效的方法。
隧道超前地质预报是通过物探、钻探或导坑，并配合地质测绘或地质调查等手段收集的资料，对隧道的某个段落，或某个部位及其前方一定范围内的围岩地质特征、结构特征和完整状态、围岩级别及隧道开挖后的稳定性进行预测，并提出隧道前方开挖和支护建议的报告。
力图在施工前掌握前方的岩土体结构、性质、状态，以及地下水、瓦斯等的赋存情况、地应力情况等地质信息，指导隧道施工，以避免施工及运营过程中发生涌水、瓦斯突出、岩爆、大变形等地质灾害，保证施工的安全。
二、隧道超前地质预报的目的与意义隧道工程属于隐蔽工程，常常会受到各种不良地质体的影响，在隧道施工前或者施工过程中如果不能准确地对可能遇到的不良地质体进行预报或预测，就有可能影响施工的进度，甚至会引发灾难性事故。
不良地质体本包括括施工地段岩件不同的岩体、断层裂隙构浩带、强富水诱水她层、岩溶等。
不同岩性的岩体可能会对施工机械造成损害，也有可能发生冒落、塌方等事故，这不仅增加了建造及维护维修成本，还会影响工期，造成较大的损失；断层裂隙构造带对工程影响很大，破碎带可能将上下岩层的水系导通，在岩层间形成润滑层。
断层裂隙面极易滑动，造成岩层失稳，引发山体滑坡及泥石流涌动。
所以在断层裂隙构造带附近施工时，要随时观察构造的联系及导通情况，防止透水和由岩层失稳引起的事故发生；在强富水透水层以及岩溶区，主要是防止透水事故的发生，以及透水后園地层减压造成的岩层失稳。
隧道围岩挤压变形预测方法研究
岩体强度进行估算 ， Ｆ中地应力应取垂 直于隧道走 向的最 大地应 力。挤压变形 破坏 大都发生 在 Ｆ≤１的情 况
ａ ｎ ｗ ｎｄ ａ ａｌ ｂ ｅ ｍｅｈｏ ｒ ｐ ｅ ｉ ｔ ｎ ｏ ｈ ｑ ｅ ｉ ｇ ｄｅｏ ａ ｉｎ ｏ ｈｅ ｓ ｒｏ ｄ ｎ ｏ ｋ ｏ ｕ ｎｅ ． ｅ ａ ｖ ｉａ ｌ ｔ ｄ ｆ ｒ ｄ ｃｉ ｆｔ ｅ ｓ ｕｅ ｚｎ ｆ ｒ ｔｏ ｆｔ ｕ ｒ ｕｎ ｉ ｇ ｒ ｃ ｆｔ ｎ １ ｏ ｏ ｍ
ｔ ｅ ｍａ ｉ ｍ ｒ ｓａ ｔ ｓ ｒ ｎ ｉ ｇ ｔ ｈ ｕ ｎ ｌａ ｈ ｒ ｓａ ｔ ｓ ｎ ｔ ｅ ｓｒ ｎ ｈ ｓ ｅ ｓ ｒ ｔ ａｕ ｈ ｘ ｍｕ ｃ ｕ ｔｌｓｒ ｓｔｅ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｔ ｎ ｅ ｓｔ ｅ ｃ ｔｌｓｒ ｓ ｉ ｈ ｔ ｇ ｔ ｓ ａｉ ｖ ｌ ｅ Ｆ． Ｕｓ ａｌ ｅ ｕ ｅ ｅｔ ｒ ｏ ｕｌ ｙ，ｔ ｅ ｈ
０ ２年 １ 第２ １ （ ２月１ ２期 总 ６ ）
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文 章编 号 ：０ ６—２ ０ （ ０ ２ ０ ０ ５ １０ １６ ２ １ ） ２— ０ ０—０ ５
隧 道 围 岩 挤 压 变 形 预 测 方 法 研 究
节理化炭质页岩地层隧道围岩大变形及控制技术研究
第 55 卷第 1 期2024 年 1 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.55 No.1Jan. 2024节理化炭质页岩地层隧道围岩大变形及控制技术研究阳军生1，夏裕栋1，方星桦1，刘伟龙1，王法岭2(1. 中南大学 土木工程学院，湖南 长沙，410075；2. 中铁十二局集团有限公司，山西 太原，030024)摘要：某高速铁路XHS 隧道穿越节理化炭质页岩地层，在施工过程中围岩大变形、失稳坍塌现象显著，现场采用强支护和仰拱加深等措施后围岩变形控制效果不佳。
针对XHS 隧道节理化炭质页岩地层地质条件，结合现场监测手段、离散−连续耦合数值模拟分析围岩大变形及破坏特征，基于数值模拟提出以采取地层预加固为主的围岩变形控制措施，并通过现场试验探讨该控制措施的应用效果。
研究结果表明：隧道开挖后，围岩变形具有变形量大、变形速率快的特点，围岩拱部沉降量大于水平收敛量且变形具有非对称的分布特征；受三台阶法多次开挖扰动影响，围岩卸荷范围动态发育并不断向全环扩展，松动区逐渐由浅部围岩向深部转移，并呈现出非对称的破坏特征，最终引发围岩大变形；采取地层预加固后，模型中围岩变形和松动区范围明显减小，围岩非对称变形破坏也得到了有效控制；在采用地层预加固、管棚超前支护、三台阶临时仰拱法开挖的控制措施后，围岩变形得到控制，施工效果良好，隧道恢复正常施工，保证了隧道的顺利贯通；以地层预加固为主的控制措施是此类节理化炭质页岩地层围岩变形控制的有效手段。
关键词：节理化岩体；炭质页岩；大变形；离散−连续耦合分析；预加固中图分类号：U459.1 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2024）01-0188-13Research on large deformation and control technology of tunnelsurrounding rock in jointed carbonaceous shale strataYANG Junsheng 1, XIA Yudong 1, FANG Xinghua 1, LIU Weilong 1, WANG Faling 2(1. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China;2. China Railway 12th Bureau Group Co. Ltd., Taiyuan 030024, China)Abstract: A high-speed railroad XHS tunnel which crosses through the jointed carbonaceous shale stratum shows significant large deformation and collapse of the surrounding rock. The control effect is not good after adopting measures such as strong support and deepening of the tunnel invert. For the geological conditions of jointed carbonaceous shale stratum in XHS tunnel, the large deformation and damage characteristics of the surrounding收稿日期： 2023 −03 −05； 修回日期： 2023 −04 −20基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(U1934211) (Project(U1934211) supported by the National Natural ScienceFoundation of China)DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.01.016引用格式： 阳军生, 夏裕栋, 方星桦, 等. 节理化炭质页岩地层隧道围岩大变形及控制技术研究[J].中南大学学报(自然科学版), 2024, 55(1): 188−200.Citation: YANG Junsheng, XIA Yudong, FANG Xinghua, et al. Research on large deformation and control technology of tunnel surrounding rock in jointed carbonaceous shale strata[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2024, 55(1): 188−200.第 1 期阳军生，等：节理化炭质页岩地层隧道围岩大变形及控制技术研究rock were analyzed by combining on-site monitoring means and discrete-continuum coupled numerical method.Based on the numerical simulation, the control measures of surrounding rock deformation which mainly focused on pre-reinforcement of stratum were proposed, and the application effect was explored through on-site test. The results show that the rock mass deformation after tunnel excavation is characterized by large volume and fast rate, the crown settlement value is larger than the horizontal convergence value, and the deformation has asymmetric distribution characteristics. Under the influence of multiple excavation disturbances, the unloading area dynamically develops and continuously expands to the whole ring, and the loosening area gradually transfers from the shallow rock mass to the deep and presents asymmetric damage characteristics, which eventually causes the large rock mass deformation. After taking pre-reinforcement measures, the sizes of deformation and loosening areas in the numerical model are obviously reduced, and the asymmetric deformation damage is effectively controlled. With the control measures of pre-reinforcement of the stratum, combined with over-supporting of the pipe shed and three-bench excavation method with temporary invert, the deformation is controlled and the construction effect is good. The tunnel resumes normal construction, and these measures also ensure the tunnel completion. The control measures which are mainly based on pre-reinforcement of the stratum are effective means to control the surrounding rock deformation in this type of jointed carbonaceous shale stratum.Key words: jointed rock mass; carbonaceous shale; large deformation; discrete-continuum coupled analysis; pre-reinforcement我国中西部地区地势起伏较大、地质构造强烈、地质环境复杂，区域内广泛分布炭质板岩、页岩、千枚岩等层状变质软岩，其具有构造层理及节理密集发育、岩体软弱破碎、强度低、自稳能力差、遇水易软化崩解、各向异性力学性质显著等特征。
软岩大变形研究现状
隧道围岩大变形阶段报告1．概述深埋隧道通过软岩和断层带时,在高的地应力和富水条件下通常产生大变形.这种隧道围岩变形量大,而且位移速度也很大,一般可以达到数十厘米到数米,如果不支护或支护不当,收敛的最终趋势是隧道将被完全封死,如果发生在永久衬砌构筑以前,往往表现为初期支护严重破裂、扭曲,挤出面侵入限界.这种大变形危害巨大,严重影响施工工期或者线路正常运营,而且整治费用高昂.在国内外相继出现了大量的隧道围岩大变形工程实例,并且在治理这些问题中取得了很多经验.日本的岩手隧道,长25.8km,采用新奥法施工.地质条件为凝灰岩与泥岩互层,单轴抗压强度为2~6MPa.施工中净空位移和拱顶沉降都是很大的,上断面的净空位移100~400mm,最大到411mm；下断面的净空位移最大为200mm,拱顶下沉为10~100mm.日本惠那山隧道,长8.635km,围岩以花岗岩为主,其中断层破碎带较多,局部为粘土,岩体节理发育、破碎,岩石的抗压强度为 1.7~3.0MPa,隧道埋深为400~450m,原始地应力为10~11MPa.施工时产生了大变形,在地质最差的地段,拱顶下沉达到930mm,边墙收敛达到1120mm,有600cm2面积的喷射混凝土侵入模筑混凝土净空.最后采用9.0m和13.5m的长锚杆,并重新喷护20cm厚的钢纤维混凝土后,结构才得以基本稳定.陶恩隧道长6400m,开挖断面面积90-105m2,位于显著变质的岩带内,如片岩、千枚岩等,主要岩层为绢云母、千枚岩夹绿泥石,抗压强度,洞内无地下水活动,隧道埋深为600-1000m,原始地应力为16.0-27.0 MPa,侧压力系数近似为1.0,围岩强度比为.陶恩隧道采用台阶法施工,在设计时,由于对在挤压性围岩隧道施工缺乏经验,采用的初期支护参数较小,导致拱顶发生1.2m的位移.而后把锚杆改为6m,并初次采用纵向伸缩缝,缝宽20cm,间隔3m,支撑也是可缩的,并在隧道底部增加了隧底锚杆,喷射混凝土厚度保持25cm不变.上述补强措施对大变形起到了一定的控制作用,但已完成段,其洞壁已严重侵入二次衬砌净空,只能采取扩挖的办法处理,增加了施工的难度,同时又具有一定的危险性.此时的净空收敛大约是20-25cm.要再大时,要增打9m以上长度的锚杆.奥地利阿尔贝格隧道隧道长13980m,开挖断面面积90-103m2,岩石主要为千枚岩、片麻岩,局部为含糜棱岩的片岩、绿泥岩,岩石强度为1.2~1.9 MPa,隧道的埋深平均为350m,最大埋深为740m,原始地应力为13.0 MPa,围岩强度比为0.1~0.2.隧道采用自上而下的分布开挖法,先开挖弧形导坑,施作初期支护,然后再开挖台阶<分左、右两次分别进行>,最后检底.由于阿尔贝格隧道是在陶恩隧道之后施工的,该隧道设计时的初期支护就比较强,喷射混凝土厚20~25cm,锚杆长6.0m,同时安设了可缩刚架.但是由于岩层产状不利,锚杆的长度仍不够,施工中支护产生了很大变形,拱顶下沉量达到15~35cm,最大水平收敛达70cm,变形速度达11.5cm/d,后来采取将锚杆的长度增加到9.0~12.0m的办法,才是变形得到了控制,变形速度降为5.0cm/d,变形收敛时间为100~150d.家竹箐隧道隧道全长4990m.隧道位于盘关向斜东翼,属单斜构造,岩层产状N20°～35°E/18°～30°NW.由于距向斜轴部较远,故皱褶、断层不发育,只在隧道中部煤系地层中发育有一正断层F1,其破碎带宽15～20 m. 隧道横穿家竹箐煤田.隧道南段为玄武岩,北段为灰岩,北段为灰岩,中部3890 m为砂、泥岩与为钙质、泥质胶结的砂岩夹泥岩的煤系地层.隧道掘进进入分水岭之下的地层深部后,在接近最大埋深<404m>的煤系地层地段,由于高地应力的作用,锚喷支护相继发生严重变形.在一般地段,拱顶下沉为50-80cm,侧壁内移50-60cm,底部隆起50-80cm；在变形最严重地段,拱顶下沉达到240cm,底部隆起达到80-100cm,侧壁内移达到160cm.为整治病害具体措施如下:①设置特长锚杆加固地层；②改善隧道断面形状,加大边墙曲率；③采用先柔后刚、先放后抗的支护措施；④加大预留变形量；⑤提高二次衬砌的刚度；⑥加强仰拱.大变形得到迅速整治,衬砌施工后,结构完好,未出现任何开裂现象,经预埋的应力、应变计测试,有足够的安全储备.木寨岭隧道全长1710m,穿越地层围岩主要为二叠系炭质板岩夹砂岩与硅质砂板岩.存在的主要构造体系是山字型构造体系.属地应力集中区,隧道穿越区为沟谷侧,原始地应力难以释放.隧道主要地质为炭质板岩夹泥岩,局部泥化软弱,呈灰黑色,围岩层理呈褶皱状扭曲变形严重,大部分地段围岩较破碎,洞身渗涌水频繁,部分地段呈股流.隧道在高地应力大变形地段,严重处拱顶累计下沉达155cm.经研究主要采取的处理措施有：①开挖总体采用双侧壁法；②初期支护钢架与临时支撑采用I22型工字钢、自进式锚杆,超前支护小导管,拱脚两侧增设小导管锁脚.导坑开挖时预留变形；③修改原设计仰拱；④二次衬砌采用双层钢筋网,与仰拱预留钢筋焊接；⑤对需换拱段与开挖后变形较大的地段,除施作长的自进式锚杆外,再采用小导管进行双液注浆.2．发生围岩大变形的地质条件与隧道围岩大变形发生机理大变形目前还没有一个统一的定义,目前有的学者提出根据围岩变形是否超支护的预留变形量来定义大变形,即在隧道,如果初期支护发生了大于25 cm<单线隧道> 和50cm<双线隧道>的位移,则认为发生了大变形.姜云、李永林等将隧道围岩大变形定义为：隧道与地下工程围岩的一种具有累进性和明显时间效应的塑性变形破坏,它既区别于岩爆运动脆性破坏,又区别于围岩松动圈中受限于一定结构面控制的坍塌、滑动等破坏.同时将隧道围岩大变形分为受围岩岩性控制、受围岩结构构造控制和受人工采掘扰动影响三个大的类型.2.1大变形发生的地质条件发生大变形的隧道一般具有以下地质特征：〔1〕隧道围岩条件.发生大变形的围岩主要有：①显著变质的岩类,如片岩、千枚岩等；②膨胀性凝灰岩；③软质粘土层和强风化的凝灰岩；④凝灰岩和泥岩分互层；⑤泥岩破碎带和矿化变质粘土等.这类围岩的凝聚强度c值较低,内摩擦角 值很小,单轴抗压强度较低.〔2〕隧道处于高应力区,且大变形地段的隧道一般埋深在100m以上.〔3〕隧道围岩的天然含水量大.2.2隧道围岩大变形发生的机理人们通常把大变形机制分为两大类：〔1〕大变形的原因之一,是开挖形成的应力重分布超过围岩强度而发生塑性变化.如果发生缓慢就属于挤出〔如果是立刻发生就属于岩爆〕.〔2〕大变形的原因之二,是岩石中的某些矿物成分和水反应而发生膨胀.发生膨胀变形的围岩在开挖时一般有较高的强度,变形主要发生在隧道运营过程中,一般表现为底部鼓起,而隧道顶部和边墙保持较好的工作状态.在隧道通过炭质板岩和断层带时,引起大变形的原因主要为第一条.同时国内外学者也认为,软岩隧道的大变形可以描述为一种以挤出为主、膨胀为辅的水-力耦合过程.而对于第一条原因目前国内外学者认为围岩挤出是开挖引起的应力重分布超过岩体强度时屈服的结果,并且通过一些列的研究将围岩挤出的力学机制分为以下三大类：〔1〕完全剪切的破坏〔如图1a〕.在连续的塑性岩体与含有大开裂度裂隙的非连续岩体中会发生这种破坏.〔2〕弯曲破坏〔如图1b〕.一般发生在千枚岩与云母片岩等变质岩或泥岩、油页岩、泥质砂岩与蒸发岩等薄层状塑性沉积岩中.〔3〕剪切和滑动破坏〔如图1c〕.发生于相对厚层的沉积岩中,包括沿层面的滑动和完整岩石的剪切两种破坏形式.〔a 〕完全剪切的破坏 〔b 〕弯曲破坏 〔c 〕剪切和滑动破坏图1 挤出性围岩隧道失稳形式分类3．大变形的预测研究现状隧道的大变形给隧道施工和运营造成了很大的困难,国内外学者对隧道大变形的预测进行了大量的研究.目前在预测隧道变形的方法中具有代表性的有C&C 法,这种方法由Egger 〔1973〕、Kastner 〔1974〕和Hoek 、Brown 〔1980〕提出,并逐步完善.这种方法基于以下假设：〔1〕圆形隧道；〔2〕课题可以概化为二维平面应变问题；〔3〕均质各向同性介质；〔4〕弹-塑性材料；〔5〕现场地应力属于静水压力场；〔6〕均匀的径向支护压力.其计算公式如下：〔1〕弹性状态下的围岩位移〔i u 〕011()i i u P P r μκ+=-〔1〕 其中,μ、κ分别为岩石的泊松比和杨氏模量；0P 、1P 分别为地静压力和支护压力；i r 为隧道半径.〔2〕塑性状态下的位移〔j u 〕Hoek-Brown 方法：1j j u r ⎡=-⎢⎣ 〔2〕 式中当e j r r <,2ln e j r R D r ⎡⎤=⋅⎢⎥⎢⎥⎣⎦；e jr r >, 1.1R D = 式中,r m 、r s 为破碎岩石的常数；e r 、e u 、re σ分别为弹性和塑性边界处的半径、位移和径向应力.此外还有Egger 和Kastner 也提出了相应的塑性状态向的围岩位移预测方法.4．大变形的一般治理措施根据国内外的施工经验,对大变形的治理措施归纳如下：〔1〕加强稳定掌子面的辅助措施① 正面喷混凝土和打锚杆；② 打超前锚杆或钢筋.〔2〕加强基脚的措施,这是基本的,即首先要把底鼓和侧壁的挤入控制住,包括：① 向底部地层注浆加固；②向两侧打底部锚杆；③支撑加底部与加劲肋；④设底部横撑或临时仰拱.〔3〕防止断面挤入的措施①增打加长锚杆,主要在两侧,锚杆长度一定要深入到围岩塑性区一定X围才有效果；②设底部横撑,打底部锚杆,修筑仰拱,这是极为重要的工程措施；③缩短台阶长度,与早闭合；④下半断面、仰拱同时施工；⑤设纵向伸缩缝,采用可缩性支撑〔4〕防止衬砌开裂的措施①采用湿喷钢纤维混凝土；②设加强钢筋；③设纵向伸缩缝.〔5〕设立日常量测管理体制与管理基准①监测初期位移速度；②最终位移值的预测；③建立控制基准值；〔6〕加强施工地质预报①预测和预报掌子面前方的地质状态；②建立地质数据库,与时反馈；③各种岩类的特性试验数据的测试.这些措施是综合的,是相互补充的,应视具体情况采用.这些措施也是一般性的,当条件变化很大时,还要采用一些特殊的辅助施工措施,如注浆加固,改良岩体等措施.5．郎洞断层束破碎带地质概况5.1二郎洞断裂带〔F3〕该断层位于二郎洞附近,西起阿尔扎沟以西,向南经果可沟沟脑、二郎洞、肯德隆沟、茶卡北山以北,延伸长度约130km.该断裂是北侧南祁连海西期地槽和南侧南秦岭印支期地槽的分界断层,沿断裂带岩浆活动强烈,断层两侧岩层破碎,沿断裂有一系列与之近于平行的断裂,共同组成断层束,断层两侧岩层产状较乱,多拖拉现象和挠曲.地貌上主要表现为一系列断层谷地、垭口和洼陷地带,航、卫片上线性影像明显.断层形成于华力西期,在印支期以来仍有活动.断层产状：N40°～70°W/40°～80°N,属逆断层,主断层破碎带宽100～500m,断层西段发生过6级地震,东段可见第四系中更新统地层中的断坎,未见第四系全新统地层错动,该断层在隧道通过附近主要表现为断层负地形,未见新活动迹象,属晚更新世活断层.隧于DK303+611～DK304+071,通过长度460 m ,由断层泥砾与碎裂岩组成,Ⅴ级-Ⅵ级围岩.由于该断裂为区域性深大断裂,断层规模大,并且未来还有发生中强地震的可能性,因此对工程影响较大.5.2围岩情况隧道在二郎洞断裂带附近,岩性主要为石炭系片岩、##岩、志留系变质砂岩夹板岩,受地质构造影响较严重,岩体节理、裂隙较发育.其中软岩占主体.5.3涌水情况该区地下水类型主要为基岩裂隙水、构造裂隙水,岩层富水性较差,为弱富水区.根据地表测流,本区地下水径流模数M=563.72 m3/d·km2,水化学类型属HCO3-Ca·Na型水,矿化度小于1g/L,地下水无侵蚀性.双线同时施工时参数常涌水量为3825.12m3/d,最大涌水量为7650.24m3/d.5.4地应力根据场址与邻近地区的震源机制解和区域水平运动与构造应变场特征,可以看出本区域构造应力场主压应力优势方位为北东向.根据实测结果,隧道部位最大主应力方向为N33°E～ N43°E,平均为N38°E,和隧道轴线〔线路走向N54°E〕的夹角为21°～11°,平均为16°.根据3个孔地应力的实测结果分析,最大水平主应力的最大值为22.04 MPa,DSZ-8孔最大水平主应力测值明显高于DSZ-1孔、DSZ-7孔,而DSZ-8孔位于f17断层附近〔F3断裂带内〕,说明,随着钻孔所处构造部位的不同,所反映的构造应力强度差异也较大,在断裂带附近存在应力集中现象.根据《工程岩体分级标准》〔GB50218—94〕、岩体物理力学参数与弹性力学公式,在3个孔共19个测段中,Rc/σmax<4的极高地应力占全部测段的15.8%,4<Rc/σmax<7高地应力占全部测点的10.5%,极高和高地应力占全部测点的26.1%.经综合分析,岭脊埋深较大的石炭系变质砂岩与片岩段可能存在高地应力问题.5.5结论根据2.1大变形发生的地质条件,并结合实测的地应力结果和隧道区工程地质、水文地质特征,软弱围岩〔主要指断层破碎带与一定影响X围内〕存在发生较大变形的可能. 6．关角隧道F3断层影响带大变形治理建议与注意事项结合中国中铁隧道集团通过对乌鞘岭隧道千枚岩大变形的研究,引用其控制大变形的快速施工指导思想：〔1〕开挖支护、仰拱作业区,上下断面与仰拱的各工序在时间和空间上优化组合,实现稳步有序作业,平行交叉作业.〔2〕分秒必抢,将围岩暴露时间和结构不利受力状态压缩至最短,使初期支护结构与早、快速封闭成环,从而有效控制变形.〔3〕超前支护、钻爆、锚杆、锚索、注浆、立拱等关键工序实行标准化作业.〔4〕石变我变,主动支护,步步为营,稳中求快.6.1治理建议结合以往隧道围岩施工的成功经验建议如下措施：〔1〕措施一6．乌鞘岭隧道控制大变形经验与和关角隧道F3断层影响段比较6.1乌鞘岭隧道变形情况治理经验乌鞘岭隧道设计为两座单线隧道,隧道长20050m,隧道洞身最大埋深1100m左右.隧道所经过地层岩性复杂,分布主要受区域断裂构造控制.主要有第四系、第三系、白垩系、三叠系、志留系、奥陶系等,并伴有加里东晚期的侵入.隧道施工中,在辅助坑道和正洞均发生过较为严重的变形,在高地应力下隧道发生极其严重变形,出现支护裂损、钢架扭曲,净空侵限明显等现象.乌鞘岭隧道在穿越岭脊复杂地段时出现了软岩挤压大变形问题,尤其是F7断层带,变更设计前左线隧道最大拱顶下沉1053 mm<DK177+495>,平均下沉30~35 mm/d,一般在500~600 mm左右;左线隧道内轨上1. 5 m收敛值最大1034 mm<DK177+590>,一般为700mm左右,拱脚最大978mm,一般为300~700mm；右线隧道最大拱顶下沉227 mm<YDK177+610>,一般在100~200 mm左右；右线隧道内轨4m收敛值最大548 mm<YDK177+590>,一般为300~400 mm 左右.由于施工中发生严重变形,乌鞘岭隧道在大变形段均采用钻爆法施工、台阶法开挖,台阶长度4－5m,人工手持风钻上下台阶分部钻眼、装药、连线与同时进行光面微差控制爆破；立I20或H175钢拱架3榀/2m,拱部设φ42超前小导管,长度4m,环向间距25m,注水泥水玻璃双液浆,全断面喷射C20钢纤维砼,厚度25cm,径向采用φ42注浆锚管,间距0.8×0.8m,锚管长度拱部4m,边墙6m,梅花布置,拱墙设φ8钢筋网,网格间距25×25cm.循环进尺一般为1.4 m 或2.0m.通过以上措施控制了变形,顺利通过了大变形地段.乌鞘岭特长隧道位于兰新铁路##西至##南端增建第二线乌鞘岭越岭段,隧道长20050m,在施工过程中出现了软岩大变形,在工程人员的努力下,通过一系列的工程措施顺利的通过了大变形段,取得了较好的工程经验,现就对关角隧道F3断层附近和乌鞘岭隧道发生大变形段的工程概况进行比较〔见表1〕表1 关角隧道F3断层附近和乌鞘岭隧道发生大变形段工程概况比较表从乌鞘岭隧道成功控制带变形的经验值得借鉴.乌鞘岭隧道隧道产生大变形除了地质因素以外,还有以下几点原因：①初期支护强度不足.由于F7断层的影响,本段围岩内富存高地应力.在隧道开挖后,强大的地应力将作用到初期支护上,若初期支护强度和刚度不足将无法抵抗强大的地应力作用,就会产生大变形.②施工工序间距太长.由于施工工序间距太长,未能与时形成封闭的支护体系,致使初期支护在无约束下产生无限制性的变形,最终必然出现大变形.因此,施工工序间距太长,未能与时封闭也是本段发生大变形的直接原因之一.③掌子面刚度不足.在隧道开挖过程中,掌子面前方的变形特性是围岩变形响应的真正原因,又由于本段为四条区域性大断层组成的宽大"挤压构造带〞,岩体的的高地应力强挤压作用非常明显,这就更加剧了掌子面的挤出, 若不采取合适的强化措施保证掌子面的稳定,就会导致前方围岩的变形响应.因此,掌子面刚度不足是隧道洞壁产生大变形的关键原因.中国中铁隧道集团通过对乌鞘岭隧道千枚岩大变形的研究得出以下控制大变形的快速施工指导思想：〔1〕开挖支护、仰拱作业区,上下断面与仰拱的各工序在时间和空间上优化组合,实现稳步有序作业,平行交叉作业.〔2〕分秒必抢,将围岩暴露时间和结构不利受力状态压缩至最短,使初期支护结构与早、快速封闭成环,从而有效控制变形.〔3〕超前支护、钻爆、锚杆、锚索、注浆、立拱等关键工序实行标准化作业.〔4〕石变我变,主动支护,步步为营,稳中求快.。
挤压性隧道施工时空效应及其大变形控制研究
挤压性隧道施工时空效应及其大变形控制研究一、概述挤压性隧道施工时空效应及其大变形控制研究，是隧道工程建设领域中的一项重要课题。
随着交通基础设施建设的不断推进，隧道工程在山区、城市等复杂地质环境中的应用越来越广泛，而挤压性隧道作为一种特殊的隧道类型，其施工过程中的时空效应及大变形问题一直是工程实践中的难点和热点。
挤压性隧道通常指的是在软弱、破碎、高应力等不利地质条件下进行施工的隧道。
这类隧道在开挖过程中，由于围岩的自稳能力较差，容易发生显著的挤压变形，给施工安全和工程质量带来严重威胁。
研究挤压性隧道施工过程中的时空效应，揭示其变形机理，提出有效的控制措施，对于提高隧道施工的安全性和效率，保障工程质量具有重要意义。
时空效应是指在隧道施工过程中，由于开挖面的推进和支护结构的施作，围岩应力场、位移场以及渗流场等随时间和空间的变化而发生的动态响应。
这种响应不仅影响隧道施工的稳定性和安全性，还直接关系到工程的质量和经济效益。
深入研究挤压性隧道施工的时空效应，对于指导工程实践、优化施工方案具有重要意义。
大变形控制则是针对挤压性隧道施工过程中的变形问题而提出的一种技术措施。
通过采用合理的开挖方法、支护结构形式和施工工艺，以及加强监测和预警等手段，可以有效地控制隧道的变形，确保施工安全和工程质量。
由于挤压性隧道的特殊性，其大变形控制技术的研发和应用仍面临诸多挑战和困难。
挤压性隧道施工时空效应及其大变形控制研究是一项具有重要理论价值和实际意义的课题。
本文旨在通过对挤压性隧道施工过程中的时空效应进行深入分析，探讨其变形机理和控制措施，为类似工程的实践提供理论支持和技术指导。
1. 挤压性隧道施工的特点与挑战挤压性隧道施工面临着极高的地质不确定性。
由于地质构造复杂多变，隧道掘进过程中可能会遭遇软弱地层、断层破碎带、涌水涌砂等不良地质现象，这些现象不仅增加了施工难度，还可能对隧道结构的安全性造成严重影响。
挤压性隧道施工中的围岩变形控制是一项极具挑战性的任务。
软岩大变形研究现状
隧道围岩大变形阶段报告1．概述深埋隧道通过软岩和断层带时，在高的地应力和富水条件下通常产生大变形。
这种隧道围岩变形量大，而且位移速度也很大，一般可以达到数十厘米到数米，如果不支护或支护不当，收敛的最终趋势是隧道将被完全封死，如果发生在永久衬砌构筑以前，往往表现为初期支护严重破裂、扭曲，挤出面侵入限界。
这种大变形危害巨大，严重影响施工工期或者线路正常运营，而且整治费用高昂。
在国内外相继出现了大量的隧道围岩大变形工程实例，并且在治理这些问题中取得了很多经验。
日本的岩手隧道，长25.8km，采用新奥法施工。
地质条件为凝灰岩及泥岩互层，单轴抗压强度为2~6MPa。
施工中净空位移和拱顶沉降都是很大的，上断面的净空位移100~400mm，最大到411mm；下断面的净空位移最大为200mm，拱顶下沉为10~100mm。
日本惠那山隧道，长8.635km，围岩以花岗岩为主，其中断层破碎带较多，局部为粘土，岩体节理发育、破碎，岩石的抗压强度为1.7~3.0MPa，隧道埋深为400~450m，原始地应力为10~11MPa。
施工时产生了大变形，在地质最差的地段，拱顶下沉达到930mm，边墙收敛达到1120mm，有600cm2面积的喷射混凝土侵入模筑混凝土净空。
最后采用9.0m和13.5m 的长锚杆，并重新喷护20cm厚的钢纤维混凝土后，结构才得以基本稳定。
陶恩隧道长6400m，开挖断面面积90-105m2，位于显著变质的岩带内，如片岩、千枚岩等，主要岩层为绢云母、千枚岩夹绿泥石，抗压强度R=0.4-1.7MPa，洞内无地下水活动，隧道埋深为600-1000m，原始地应力为16.0-27.0 MPa，侧压力系数近似为1.0，围岩强度比为0.05-0.06。
陶恩隧道采用台阶法施工，在设计时，由于对在挤压性围岩隧道施工缺乏经验，采用的初期支护参数较小，导致拱顶发生1.2m的位移。
而后把锚杆改为6m，并初次采用纵向伸缩缝，缝宽20cm，间隔3m，支撑也是可缩的，并在隧道底部增加了隧底锚杆，喷射混凝土厚度保持25cm不变。
滇中红层软岩大变形预测分级研究——以滇中引水工程大转弯隧洞为例
总第817期第23期2023年12月河南科技Henan Science and Technology矿业与水利工程收稿日期：2023-05-29作者简介：李昱（1984—），男，本科，高级工程师，研究方向：隧道与地下工程。
滇中红层软岩大变形预测分级研究——以滇中引水工程大转弯隧洞为例李昱1赵信1李克献2（1.云南省滇中引水工程建设管理局楚雄分局，云南楚雄675000；2.云南省滇中引水工程有限公司，云南昆明650000）摘要：【目的】为探究滇中红层隧洞软岩大变形规律，以滇中引水工程楚雄段隧洞为例，进行预测分级研究。
【方法】采用三维计算模型对隧洞初始地应力进行分析，结合工程实际对各典型断面进行计算，并系统性地分析隧洞各典型断面最大位移量和工程地质情况及[BQ]值之间的关系。
【结果】滇中红层软岩大变形主要受工程地质影响，通过[BQ]值和最大位移量可以对滇中红层隧洞软岩大变形等级进行分级预测。
【结论】本研究为判别隧洞软岩大变形情况提供了技术支撑，并为大变形分级提供了重要依据。
关键词：软岩隧洞；软岩大变形；预测分级指标；数值模拟中图分类号：TV554文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2023）23-0070-04DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.23.014Study on Large Deformation Prediction Classification of Red-Bed SoftRock in Central Yunnan——Taking the Large Turning Tunnel of Water Diversion Project in Central Yunnan as an Example LI Yu 1ZHAO Xin 1LI Kexian 2(1.Chuxiong Branch of Central Yunnan Water Diversion Project Construction Management Bureau,Chuxiong 675000,China;2.Yunnan Dianzhong Water Diversion Engineering Co.,Ltd.,Kunming 650000,China )Abstract:[Purposes ]In order to explore the large deformation law of soft rock in red bed tunnel in cen⁃tral Yunnan,the prediction and classification research is carried out based on the Chuxiong section tun⁃nel of central Yunnan water diversion project.[Methods ]The three-dimensional calculation model was used to analyze the initial geostress of the tunnel,and the typical sections were calculated according to the engineering practice.Secondly,the relationship between the maximum displacement of each typical section of the tunnel and the engineering geological conditions and [BQ]values is systematically ana⁃lyzed.[Findings ]The large deformation of red-bed soft rock in central Yunnan is mainly affected by en⁃gineering geology.The large deformation grade of soft rock in red-bed tunnel in central Yunnan can be predicted by [BQ]value and maximum displacement.[Conclusions ]This study provides technical sup⁃port for judging the large deformation of tunnel soft rock and provides an important basis for large defor⁃mation classification.Keywords:soft rock tunnel;large deformation of soft rock;prediction classification index;numericalsimulation0引言随着中国地下工程建设的不断发展，隧洞建设逐渐变得更复杂。
地铁隧道围岩变形规律研究
地铁隧道围岩变形规律研究地铁隧道是城市交通规划中必不可少的一部分，是连接城市各个区域的重要工程。
然而，建设地铁隧道需要克服许多工程难点，其中之一就是解决隧道围岩变形问题。
一、隧道围岩变形的原因地铁隧道地下深处，地下水的存在无疑是隧道围岩变形的主要原因之一。
除此之外，脆弱的地质结构和不同地质层之间的接触面也会造成变形。
此外，地铁隧道在开挖过程中，由于爆破挖掘和地质条件的差异，围岩会产生集中解体现象，这也是围岩变形的原因之一。
二、隧道围岩变形的分类及特点具体而言，隧道围岩变形可以分为以下几种类型：1. 岩爆。
当采用爆炸方法开挖地铁隧道时，可能会引起围岩的爆炸现象。
这种变形往往是突然的，造成的危害也很大。
岩爆的危险性有时甚至不能用工程措施来消除。
2. 岩溶。
这种变形是由于围岩中的溶洞或裂隙导致，它对地铁隧道的安全运行产生了很大的影响。
此外，岩溶现象还会对地下水的分布产生影响，为地下水污染带来风险和危害。
3. 内部变形。
内部变形是指物理性质弱化和物质回流现象的发生，也可称为“地下泄漏”现象。
这种变形很难通过人类干预而得以遏制，会持续性地给地下环境和城市地下设施带来巨大的威胁。
三、围岩变形的危害及防治措施变形对地铁隧道的安全运行带来极大威胁，可能会导致隧道坍塌、漏水、地基沉降等问题。
基于此，需要采用一系列措施来预防和控制围岩的变形，其中最重要的是做好隧道围岩的预处理工作。
1. 预处理。
预处理是指采取一定的手段对地质形态进行修复和整顿。
比如，在隧道开挖前，可以进行围岩支护、地下止水等措施，以减轻对围岩的损害，从而减少隧道围岩变形的危害。
2. 支护结构。
隧道支护结构可以分为明挖法和暗挖法。
明挖法是在开挖过程中直接固定围岩，暗挖法是指采用预制法将支护结构放置在隧道内。
这些支护结构能够起到承重和稳定围岩的作用。
3. 闭环监控。
闭环监控是指利用传感器对隧道围岩的变形情况进行实时监测，以判断隧道运行状态。
在发现变形问题时，及时采取措施，通过科学方法解决隧道围岩变形问题。
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围岩为浅变质岩 ,如千 开挖和初期支护 5～6个月后 ,混凝土开裂 、钢拱架发生严重变
6
海代尔 引水隧洞
印度 (1979)
枚岩 、页岩及各类片岩 等
形 。3年以后 (1982年 11～12月 ) ,当要进行永久衬砌施工时 , 该洞段的大部分钢拱架再次发生严重变形 ,隧底隆起 80 cm ,扭
曲的钢架和回填混凝土侵入限界 ,不得不被完全拆除扩挖
惠那山 11 公路隧道
木寨岭 12 公路隧道
日本 ( 1978 ～ 1985)
中国甘肃 ( 2002 )
断层带 ,单轴抗压强度 1. 7～4. 0 M Pa,埋深约 400 m。地应力 10～11
为双洞隧道 ,在日本中央公路的两宫线上 。 I号隧道于 1975年 8月建成 ,全长 8 300m ,是双向行驶的公路隧道 。1978 年建 Ⅱ 号隧道 ,该隧道全长 8 635 m ,于 1985年建成
(1) 围岩的物质条件为强度低的软岩类 ,在结 构上岩体具原生结构 ,软岩中具有膨胀性的岩石 。
(2) 围岩环境条件为不同程度地存在高地应力 问题 ,地应力达 16～23 M Pa,由于围岩强度低 ,形成 了很高的应力强度比 。
(3) 围岩的变形破坏主要为挤出作用 ,软岩的
修改稿返回日期 : 2005 - 05 - 09 作者简介 :李永林 ,男 ,博士研究生 ,高级工程师.
膨胀作用并不显著 。 (4) 地下水的存在对软岩的软化作用在围岩大
变形中发挥很重要的作用 。 (5) 围岩变形破坏的模式主要为塑性流动 、弯
曲变形 。 2. 2. 2 岩体结构控制类
这种围岩变形类型发生在岩体受构造改造和浅 表生改造型的岩体中 ,围岩岩块具有较坚硬岩的特 性 ,但岩体强度受其结构特征的影响 ,岩体变形受围 岩应力环境的明显控制 ,当隧道开挖前处在高围压 状态时尚具有较高的强度和稳定性 ;当围压降低 、围 岩应力差增大时 ,结构面张开或滑移 ,围岩整体强度 和模量降低 ,表现出显著的结构流变的特点 。按照 岩体结构形成机制类型 ,可以划分为构造改造型和 浅表生改造型 。按改造程度 ,可进一步划分为块裂 状结构 、碎块状结构和碎屑状结构型 。这类围岩具 有以下特点 :
关键词 公路隧道 围岩大变形 预预报 中图分类号 : U456. 3 + 3 文献标识码 : A
1 引 言
当交通隧道 、水工隧洞等地下工程穿越高地应 力区及遇到软弱围岩体时 ,常形成软岩大变形等相 关地质灾害 。自 20 世纪初首例交通隧道软弱围岩 大变形发生以来 ,国内外隧道工程发生的围岩大变 形灾害事例屡见不鲜 ,它成为困扰地下工程界的一 个重大问题 。19 世纪中叶 ,隧道底鼓 、仰拱破坏等 现象就已经出现并引起人们的关注 ,但首例严重的 交通隧道软弱围岩大变形应该是 1906年竣工的长 19. 8 km 的辛普伦隧道 。此后 ,日本的惠那山公路 隧道 、奥地利的陶恩隧道和阿尔贝格隧道等都是典 型的隧道围岩大变形灾害工程事例 。我国青藏线的 关角隧道 、宝中线的大寨岭隧道 、南昆线上穿越煤系 地层的家竹箐铁路隧道 ,以及铁山隧道等工程均出 现了不同形式和程度的围岩大变形情况 ,给工程建 设造成极大的困难 。
中国四川 ( 2002 )
地表移动 、变形成破碎 带
采用常规的支护 ,围岩变形持续不断 。在 2003年 5月 ～7月两 个月的时间拱顶相对下沉 73 mm ,后该段部分段落发生塌方 , 塌方一直影响至地表 ,导致地表形成塌陷坑
中国四川 (1998年 )
粉砂质泥岩 、泥质粉砂 岩夹煤层 ,含少量细 中粒砂岩 ,为软质岩夹 少量硬质岩地层组成
中深变质岩系 ,包括混 合岩 、片麻岩 、片岩 、大 理岩 。侵 入 岩 有 超 基 性岩 、花岗岩及各种岩 脉
巷道收敛可达数 10 cm甚至 1. 0 m 以上 ,底鼓可达数 10 cm 甚 至更大 ,变形破坏持续时间达数月至数年 。巷道破坏 、钢架严 重扭曲甚至折断 、喷层开裂和剥离 (落 ) 、锚杆失效 、预制混凝土 砌块的挤出或塌落 、现浇混凝土衬砌破裂和剥离 、混凝土底板 折断翘起等现象随处可见
阿尔贝格 3 公路隧道
鹧鸪山 4 公路隧道
关角 5 铁路隧道
地点
地质简况
中国梅七线 围岩 为 泥 质 页 岩 和 砂 (1976) 质泥岩
中国宝中线 ( 1992 )
有 500 m 一 段 大 部 分 为绿 色 泥 岩 , 软 弱 破 碎 ,膨胀率为 46%
奥地利 ( 1974 ～ 1979)
千枚岩 、片麻岩 、含糜棱 岩的片岩绿泥石等 ,抗 压强度 1. 2～2. 9 MPa, 原始地应力 13 MPa
(1) 受构造改造作用的围岩大变形发生在受构造 改造作用的岩体中 ,即断裂带的碎裂化、破碎化岩体。 围岩岩体的特性是岩块的强度较高 ,但结构面发育 ,为 断层带碎裂化岩体 ,或者在硬岩中不规则地发育有多 组、多种性质的软弱结构面或软弱带 ,岩体破碎。
(2) 受构造改造作用的围岩大变形 ,其围岩一 般处于较高的应力状态 ,围岩因高围压而紧密闭合 ; 而在开挖卸荷后 ,结构面易于张开滑移 ,因此 ,岩体 强度远低于岩石强度 。
·46·
隧道工程围岩大变形及预测预报研究
表 1 国内外部分发生大变形隧道的基本情况 Table 1 Large deforma tion s encoun tered in som e tunnels both a t hom e and abroad
序号 名称 崔家沟
1 铁路隧道
堡子梁 2 铁路隧道
(3) 围岩变形破坏演化机制表现为渐进和累进 性发展的特点 ,其变形破坏模式表现为塑性楔体挤 出 、结构流变等 。 2. 2. 3 人工采掘扰动控制类
这类围岩的变形破坏机制为剪切和滑动破坏 , 发生于相对厚层的沉积岩中 ,包括沿层面的滑动和 完整岩石的剪切两种破坏形式 。这种形式的破坏多
·48·
发生在受人工扰动影响的采空区 ,岩体的移动导致 隧道围岩的大变形 ,如四川省达州市巴彭公路铁山 隧道采空区变形和孝柳铁路麻子山隧道煤窑采空段 的变形就是这类大变形类型中的典型实例 。由于受 人工扰动影响 ,即采煤活动形成煤层采空区变形 ,导 致隧道工程通过采空区时其衬砌结构变形 、破裂 。 这种结构类型可按采空区岩层走向与隧道的关系划 分为倾斜型和水平型两种形态 。这类围岩具有以下 特点 :
软弱围岩类 ,包括软弱的泥质页岩和砂质泥岩 、 泥灰岩以及具有膨胀性的软岩等 ,这一类型的围岩 往往保持岩体的原生结构 ,在高应力状态下围岩岩 体产生流动或塑性变形 ,在地下水的参与下岩体软 化流动 ,当岩体中含有膨胀性矿物时也会发生膨胀 变形 。根据软岩中结构面的发育特征 ,划分为均质 类型 、层状类型 、互层状类型 、具膨胀性的软弱岩类 。 这种软岩类的变形破坏机制为剪切破坏 ,围岩的变 形破坏模式表现为剪切变形以及弯曲变形产生的塑 性流动 。这类围岩具有以下特点 :
第 42卷第 5期 2005年 10月
现代隧道技术
Vol. 42 No.
Modern Tunnelling Technology
Oct. 2005
5
文章编号 : 1009 - 6582 (2005) 05 - 0046 - 06
隧道工程围岩大变形及预测预报研究
辛普伦 瑞士 - 意大利 围岩 为 石 灰 质 云 母 片 施工期间 ,多处发生围岩大变形 ;隧道在竣工若干年后 ,强大的
7
隧道
(1906) 岩
山体压力再次引起横通道边墙 、拱部和隧底破裂 、隆起
陶恩 8 公路隧道
奥地利 ( 1970 ～ 1975)
绿泥 石 、千 枚 岩 , 原 始 地应力 16～27 M Pa
长 6 400 m ,埋深 600～1 000 m。施工中在千枚岩和绿泥石地段 发生了大变形 ,产生了 50 cm (一般 )及 120 cm (最大 )的位移 , 最大位移速度达 20 cm / d,是世界上第一座知名的大变形隧道
中国南昆线 泥质砂岩 、页岩及煤系 1995年 4月 ～12月底 ,大变形的范围扩展到长达 390 m的洞段 ,
2 隧道围岩大变形类型
2. 1 隧道围岩大变形实例
自 20世纪初首例严重的交通隧道软弱围岩大 变形发生以来 ,国内外隧道工程及地下工程已发生 了多起围岩大变形灾害 (表 1) 。
2. 2 隧道围岩大变形的主要类型
根据大量围岩大变形实例的分析与研究 ,按不 同的受控条件 ,大变形主要有受围岩岩性控制 、受围 岩结构构造控制和受人工采掘扰动影响三个大的类 型 [1]。 2. 2. 1 围岩岩性控制类
以薄层 状 碳 质 千 枚 岩
中国四川 ( 2000～2003 )
为主 ,岩石硬度小 ,膨 胀率 13% , 易 风 化 , 地 应力 17～20 M Pa
中国青藏线 泥质 片 岩 , 最 大 埋 深
( 1977 )
500 m 左右
工程情况及大变形特征 隧道中有 8段 1 680 m 的路段发生底鼓 ,严重地段轨顶抬高 0. 136 m; 1980年轨顶抬高达到 0. 206 m,水沟盖板跷起 0. 129 m; 隧底出现 330余条横向裂缝 ,最大缝宽 4～8 mm
李永林 1 冯学钢 2 姜 云 2 何 川 1
(1 西南交通大学地下工程系 ,成都 610031; 2 四川省交通厅公路水运质量监督站 ,成都 610041)
摘 要 文章在对国内外隧道工程及地下工程已发生的大量围岩大变形实例收集 、分析的基础上 ,讨论了隧 道围岩大变形的类型 ,提出了围岩大变形的预测预报体系 ,并已在鹧鸪山隧道工程中应用 。
1998年 5月 ～9月 ,隧道西段 K140 + 550. 5～ + 608处衬砌混凝 土破裂 ,衬砌中的钢筋被弯曲 、剪断 ; 隧道两侧排水沟墙体开 裂 ,出现从边墙底部延伸至拱顶的斜向裂缝 ;拱顶出现长 18 m、 最宽处约 20 mm 的纵向裂缝 ,裂缝表面呈压扭性劈裂状 ;拱腰 处出现一条 10 m 长 、宽约 2 mm 纵向水平裂缝