2011隧道年会 《隧道围岩稳定性及其控制技术研究》 赵勇
西攀、攀田高速公路隧道围岩稳定性研究的开题报告
西攀、攀田高速公路隧道围岩稳定性研究的开题报告题目：西攀、攀田高速公路隧道围岩稳定性研究一、选题的背景和意义随着我国经济持续发展和城市化进程的加速，交通运输需求不断增长。
为了满足交通运输的需求，建设隧道已成为现代化交通建设的必需品之一。
隧道建设具有施工难度大、投资规模大、技术要求高等特点。
隧道的稳定性则是保证隧道安全运营的基本前提，因此，对隧道围岩的稳定性研究至关重要。
西攀、攀田高速公路隧道是连接四川攀枝花和凉山州的重要路线，隧道全长近20公里，涉及多种地质构造。
因此，对该隧道的围岩稳定性研究具有重要的实用价值和理论意义。
二、研究的主要内容和目标1、了解西攀、攀田高速公路隧道所处区域的地质背景和地质构造特征，分析隧道围岩所存在的稳定性问题；2、通过野外勘探、室内试验等手段，对隧道围岩的物理力学性质进行研究；3、开展围岩受力分析，建立力学模型，探究隧道围岩的稳定性问题；4、结合实际工程情况，制定相应的围岩支护措施，提高隧道围岩的稳定性水平。
三、研究的方法和步骤1、文献调研：收集相关文献资料，了解该地区地质构造特征及研究现状；2、野外勘探：通过现场实地调查和样本采集等手段，获取地质和围岩的物理力学信息；3、室内试验：对采集的围岩岩样进行室内试验，获取围岩的物理力学参数，并对围岩断裂特性和破坏模式进行分析；4、力学模型建立：依据试验数据和实际工程情况，建立围岩的受力分析模型，探究围岩的稳定性问题；5、支护措施制定：结合实际工程情况，制定相应的围岩支护措施，提高隧道围岩的稳定性水平。
四、预期的成果通过本次研究，预期获得以下成果：1、了解西攀、攀田高速公路隧道所处区域的地质背景和地质构造特征，分析隧道围岩所存在的稳定性问题；2、获得隧道围岩的物理力学参数，建立相应的力学模型，探究隧道围岩的稳定性问题；3、制定相应的围岩支护措施，提高隧道围岩的稳定性水平。
五、存在的问题和不足1、该研究所涉及的工程量较大，野外勘探等工作的时间和人力成本较高；2、相应的理论体系和方法论还需要进一步完善；3、该研究涉及的技术和理论研究的门槛较高，需要更多专业人才的参与。
隧道围岩稳定性及超前地质预报应用研究的开题报告
隧道围岩稳定性及超前地质预报应用研究的开题报告一、研究背景隧道工程是现代城市建设中不可或缺的一部分。
由于隧道工程施工中涉及到大规模地下开挖，因此隧道围岩稳定性是影响隧道工程安全的一个主要因素。
为了保证隧道工程安全和高效，需要对隧道围岩的稳定性进行研究和预测。
超前地质预报是一种新的地质工作方法，它能够通过人工干预的方式，对隧道围岩进行预测和处理，从而提高隧道工程的施工效率和安全性。
二、研究目的本研究旨在通过对隧道围岩稳定性及超前地质预报应用的相关研究，探讨隧道围岩稳定性的影响因素和预测方法，并探讨超前地质预报在隧道工程中的应用情况和优势。
三、研究内容1. 隧道围岩稳定性的影响因素：本部分将分析影响隧道围岩稳定性的因素，包括地质条件、围岩性质、地应力和水文等因素，以建立隧道围岩稳定性的数学模型，并对模型进行验证和优化。
2. 预测隧道围岩变形和破坏的方法：本部分将探讨数值模拟法、经验公式法和分析法等多种方法，分析其优缺点，以实现对隧道围岩变形和破坏的准确预测。
3. 超前地质预报在隧道工程中的应用：本部分将介绍超前地质预报在隧道工程中的应用情况和优势，包括超前地质预报的方法和过程、超前地质预报在隧道施工中的应用实例和效果等。
四、研究意义本研究将为隧道工程中的围岩稳定性和地质预报提供新的思路和方法。
通过对隧道围岩稳定性和地质预报的研究，可以全面了解隧道施工中涉及的围岩问题，建立科学的预测方法和预警机制，保证工程的安全和效率。
五、研究方法本研究将采用文献综述、实地调查、数值模拟和实验等多种研究方法，以建立隧道围岩稳定性的数学模型和预测方法，探讨超前地质预报在隧道工程中的应用。
六、预期成果1. 完成隧道围岩稳定性和地质预报的相关研究，建立科学的预测模型和方法。
2. 探讨超前地质预报在隧道工程中的应用情况和优势，提出改进建议。
3. 发表高水平学术论文，为隧道施工提供科学的理论支撑和实际指导。
隧道工程中的围岩稳定性分析
隧道工程中的围岩稳定性分析隧道工程是一项复杂而重要的工程，涉及到许多工程学科的知识。
其中一个关键的因素就是隧道围岩的稳定性。
围岩的稳定性对隧道的安全和可持续运营起着至关重要的作用。
因此，隧道工程中的围岩稳定性分析成为了工程师们研究和解决的难题。
隧道工程中的围岩稳定性分析可以分为岩石力学分析和数值模拟两个方面。
岩石力学分析是指通过实地勘探和采样，对隧道围岩的物理力学性质进行实验室测试，并通过理论计算和分析，了解围岩的强度、变形性能、破坏特性等。
这样可以为隧道设计提供关键的参数和参考依据。
进行岩石力学分析时，首先需要对围岩进行采样。
通过岩芯和地质面的观察，可以得到围岩的颜色、结构、岩石类型等基本信息。
然后，利用岩石工程力学测试，如拉伸试验、压缩试验等，确定围岩的强度和变形特性。
同时，还需要进行单轴和三轴剪切试验，以评估岩石的抗剪强度。
这些实验数据可以为后续的数值模拟提供基础。
数值模拟是利用计算机模拟隧道施工和运营过程中围岩的变形和破坏情况。
通过数值模拟，可以对围岩的稳定性进行全面准确的分析和预测。
在数值模拟中，主要采用有限元法进行计算。
首先，需要根据岩石力学分析得到的实验数据，建立围岩的材料模型和边界条件。
然后，将隧道建模，并将岩石材料模型应用于模拟中。
最后，对围岩施加负荷，通过计算机模拟围岩的变形和破坏情况。
在进行围岩稳定性分析时，需要考虑到许多因素。
其中，地下水是一个重要的因素。
地下水的存在会显著影响围岩的稳定性。
当隧道施工过程中遇到地下水时，要通过合理的抽水措施来控制地下水位，减少对围岩的影响。
此外，还要考虑到隧道周围的地质构造和应力状态等因素。
这些因素的综合分析和计算可以帮助工程师们确定围岩稳定性的状况，并制定相应的安全措施。
围岩稳定性分析的准确性对隧道工程的安全和可持续运营至关重要。
它可以帮助工程师们了解围岩的力学特性，预测围岩的变形和破坏情况，制定合理的施工方案和安全措施。
因此，在隧道工程中，围岩稳定性分析是一项必不可少的工作。
隧道及地下工程安全性控制教育部创新团队
以张顶立教授为负责人的“隧道及地下工程安全性控制”教育部创新团队于2011年获得教育部正式批复。
团队以隧道及地下工程的安全性控制为核心，重点开展隧道围岩稳定性控制理论、“支护—围岩”作用机理及其应用、地下工程建设与服役期的环境影响控制等方面的研究，并以学科发展和行业的技术需求为导向，同时注重研究工作的前沿性、研究成果的先进性和工程的实际应用价值。
在隧道及地下工程安全性控制理论和应用技术方面形成的主要研究方向：复杂条件下山岭隧道安全建造技术；越江跨海隧道安全建造技术研究；城市地下工程安全性控制理论与应用技术。
研究团队秉承“面对国家重大工程需求的关键科学问题开展基础研究、结合工程需求形成核心技术”的研究理念，依托先进的试验平台和学科优势，在国内外隧道及地下工程有重要影响的前沿领域开展原创性的研究工作，在隧道及地下工程安全性控制领域发挥重要作用，将团队建成为集基础科学问题研究、关键技术研发、成果工程转化和高层次人才培养为一体的一流创新群体，成为国家隧道及地下工程安全建设的重要技术支撑，其创新能力达到国际领先水平，并具有面向国家和行业部门承担重大、综合性创新研究和解决实际问题的能力。
【CN110007367A】一种隧道围岩稳定性量化分析方法及装置【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910302226.X(22)申请日 2019.04.16(71)申请人 中铁第四勘察设计院集团有限公司地址 430063 湖北省武汉市武昌杨园和平大道745号(72)发明人 肖明清 徐晨 王克金 邓朝辉 龚彦峰 焦齐柱 孙文昊 (74)专利代理机构 北京汇泽知识产权代理有限公司 11228代理人 秦曼妮(51)Int.Cl.G01V 11/00(2006.01)(54)发明名称一种隧道围岩稳定性量化分析方法及装置(57)摘要本发明提供了一种隧道围岩稳定性量化分析方法及装置，方法包括：获得隧道的参数信息；隧道的参数信息包括开挖断面的尺寸、中心埋深和几何形状、隧道围岩的物理力学参数；利用所获得的参数信息，计算临界稳定断面；临界稳定断面为与开挖断面中心埋深相同、几何形状相似且在无支护状态下隧道围岩能够自稳的最大断面；若开挖断面的尺寸大于临界稳定断面的尺寸，确定隧道围岩需要支护；若开挖断面的尺寸不大于临界稳定断面的尺寸，计算临界稳定断面内的围岩作为支护结构时的安全系数，根据计算所得的安全系数确定隧道围岩是否需要支护；如果确定需要支护，还可以求出支护力的大小。
应用本发明实施例，提高了隧道围岩稳定性分析的可靠性。
权利要求书3页 说明书10页 附图4页CN 110007367 A 2019.07.12C N 110007367A权 利 要 求 书1/3页CN 110007367 A1.一种隧道围岩稳定性量化分析方法，其特征在于，所述方法包括：获得隧道的参数信息；所述隧道的参数信息包括开挖断面的尺寸、中心埋深和几何形状、隧道围岩的物理力学参数；利用所获得的参数信息，计算临界稳定断面；所述临界稳定断面为与开挖断面中心埋深相同、几何形状相似且在无支护状态下隧道围岩能够自稳的最大断面；判断所述开挖断面的尺寸是否大于所述临界稳定断面的尺寸；若所述开挖断面的尺寸大于所述临界稳定断面的尺寸，确定所述隧道围岩需要支护；若所述开挖断面的尺寸不大于所述临界稳定断面的尺寸，计算临界稳定断面内的围岩作为支护结构时的安全系数，根据计算所得的安全系数确定隧道围岩是否需要支护。
大窑沟二号隧道围岩稳定性模型实验研究及数值分析的开题报告
大窑沟二号隧道围岩稳定性模型实验研究及数值分析的开题报告一、选题背景二号隧道位于大窑沟锦屏线上，全长约2.8km，是一座复杂的岩溶隧道。
在隧道施工中，隧道围岩稳定性是工程施工过程中的重要问题。
因此，对于二号隧道围岩稳定性的研究具有重要的现实意义。
二、研究目的本次研究的主要目的是通过模型实验研究和数值分析，确定二号隧道围岩的稳定性，并找出影响围岩稳定的主要因素。
三、研究内容1. 收集有关大窑沟二号隧道的资料，包括地质资料、隧道设计方案和现场监测数据等。
2. 进行二号隧道围岩稳定性的模型实验研究。
在实验室中建立二号隧道的围岩模型，对隧道围岩的受力特性、变形规律及破坏方式进行分析。
3. 进行二号隧道的数值模拟。
采用FLAC3D软件，建立二号隧道围岩的三维有限元模型，模拟隧道施工过程中的变形和破坏过程。
4. 分析影响二号隧道围岩稳定性的主要因素。
通过模型实验和数值模拟，找出影响二号隧道围岩稳定的主要因素，并提出相应的措施。
四、研究方法1.模型实验法：采用岩石力学试验台进行模型实验，观测测试二号隧道围岩的力学性质、内部变形规律、破坏模式等。
2.数值模拟法：采用FLAC3D软件建立三维有限元模型，模拟二号隧道施工过程中的围岩变形和破坏过程。
3.综合分析法：通过实验和数值模拟结果的对比分析，找出围岩稳定的主要因素，并提出相应的措施。
五、预期结果通过模型实验和数值模拟分析，可以得到大窑沟二号隧道围岩的稳定性情况，找出影响围岩稳定的主要因素，提出相应的措施，以保证施工过程的安全和工程的成功。
六、论文结构第一章绪论1.1 研究背景和意义1.2 国内外研究现状1.3 研究内容和方法第二章大窑沟二号隧道的构造与地质条件2.1 大窑沟二号隧道地理位置和线路特点2.2 大窑沟二号隧道地质条件第三章大窑沟二号隧道的围岩模型实验研究3.1 模型实验原理和设备3.2 模型实验过程和结果分析3.3 模型实验结论第四章大窑沟二号隧道的数值模拟分析4.1 FLAC3D软件原理和应用4.2 模拟分析过程和结果分析4.3 模拟分析结论第五章影响大窑沟二号隧道围岩稳定性的因素分析5.1 实验结果和模拟分析对比分析5.2 影响围岩稳定的主要因素分析5.3 针对不同因素提出的措施第六章结论和展望6.1 研究结论总结6.2 研究局限和未来展望。
2011隧道年会 《隧道围岩稳定性及其控制技术研究》 赵勇
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水平收敛值/mm
V级 h=100m
11 22 33 44 1米 2米 3米
掌子面Z=12处围岩先行位移展布特征
五、课题研究的成果—（6）软岩隧道施工过程力学效应规律 （2）掌子面挤压变形规律 对于软弱破碎围岩，掌子面挤出变形受埋深的影响大于 循环进尺的影响。
高地应力软弱围岩隧道大变形预测方法、 分级标准和控制技术
（1）三种“大变形”特征及工程措施基本理念 （2）铁路隧道围岩变形的分级标准 （3）高地应力软弱围岩隧道大变形控制技术
五、课题研究的成果—（9）高地应力软弱围岩隧道大变形预测方法、分级标准和控制技术
（1）三种“大变形”特征及工程措施基本理念
类型 定义 大埋深软弱围 挤压型 岩的挤压性变 形 机理 成因 软弱围岩在高地 应力作用下的塑 性滑移 变形特征 变形有明显的优 势部位和方向， 一般边墙收敛较 大 工程措施基本理念 以变形量级预测确 定 预留变形量、提高 支护韧性 控制地下水 加强仰拱 提高支护韧性 加强支护刚度 增加支护与围岩密 贴性
3
0.62
Q V = 28.5 R
0.83
五、课题研究的成果—（8）隧道爆破近区振动传播规律与控制标准
（4）电子雷管的首次应用和降振效果：电子雷管可实现单孔
连续爆破；爆破振动速度可以降低60-80%上。
（5）爆破振动对支护的影响和爆破振动控制标准：根据现
场实测和理论分析，获得了喷射混凝土从围岩剥落时的临界振速。
五、课题研究的成果—（1）无支护条件下隧道围岩变形机理与失稳模式
围岩结构分类
整体块状 块状结构 层状结构 碎裂结构 散体结构
心系隧道情未了——记第十三届詹天佑铁道科学技术奖成就奖获得者
项
主持 的 “ 高速铁路 大断 面黄土隧道
得发明专利 ５ 项
他编著的 《 黄土隧道
建没成套技术 及应 用”获 家科技进 步 二 等奖 ，排 名第 １ ． 主持铁道 部重大科 研项 目 “ 隧道 喇岩 稳定性 及其控 制技 术 研究 （ ２ ０ ０ ９ Ｇ０ ０ ５） ”课题 ，该项 结 合
施 展 才华 提供 了 Ｊ ｝ ｝ ｉ 武 之 地 这 位 能 征
赵勇的虚心好学精神与工作 业绩 得到人
ｆ ｆ Ｊ 普遍 认可 ．他多次受到 建设和施工单
６６ Ｒ Ａ Ｉ Ｌ ＷＡ ＹＫ Ｎ Ｏ ＷＬ Ｅ Ｄ Ｇ Ｅ
群英谱 ｌ铁 道 欠 ¨ 以
惯战 、善打硬 仗的骁 勇 ，他 身挑 重担 ． 不负众望 ． 儿年问 ， 先后参与了青藏线 、 宜万线 、 兰武新增二线 以及武 广 、 郑西 、 石 太 、京沪 客运 专线等 ５ ０多条铁路 的 隧道 专 业的 ｝ 殳汁评审 和 鉴定 ，审 查隧
术带 头人等 １ ２项奖 励及 荣誉称 号。
勇者不 畏难 人生 之路 在脚下 延伸
大凡 了解 赵勇的人对他 的Ｆ Ｉ 】 象是 ：
位的赞扬 ．被大家誉 为 “ 最受欢迎的年
轻工程师”
块＿ ｆ ｉ 头 留 来 作 纪 念 ．轻 描 淡 写地 、 兑：
“ 在隧道 内遇险 ．砸 一下 碰 一 Ｆ是经常
业领域 ， 无言无悔 ， 不 离不弃 ， 叫 坚守。中国铁路 经济规 划研 究院桥 隧咨 询部部 长 、 提 高工资 待遇 高级 工程 师赵 勇 ， 集钟情 、
々注 、坚守 为一身 ，在 铁路隧道 行业天 地 ，他 一步一 个脚 印 ，走 出了一条 与他人 不同 的人生轨 迹 ；他播 洒 一腔心血 和汗 水 ， 圆 ｒ绚 丽 多彩 的事业 之梦 。他 完成的 ２ ０多项科技 成 果获得 国家 、省部 级奖 励 ，他撰写 的 ４ ０多篇 （ 本）论 文 及专著 ，被 多 家 出版社 、期 刊 出版 刊发 。他先 后获得 国务院 政府 特殊 津贴 、全 国优秀科 技工 作者 、共 和国铁 路楷 模提 名奖 、铁路 专业技
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（3）围岩变形的三维扰动深度一般在3倍洞径内，台阶法支护开挖扰 动范围最小，全断面支护开挖次之。
竖向位移 3倍洞径
2倍洞径 1倍洞径 0.5倍洞径 洞壁
单位：mm 水平位移
五、课题研究的成果—（6）软岩隧道施工过程力学效应规律 （4）在埋深不断增加过程中，隧道围岩破坏区域呈渐进扩大趋势， 全断面无支护段周边围岩最早发生破坏，然后依次是全断面支护段初 喷混凝土和台阶法支护段初喷混凝土，最终破坏区面积顺次由大到小。
※ 我国是一个隧道大国，但不是一个隧道强国！
一、当前铁路隧道建设现状
二、课题研究概况
三、课题研究主要内容—理论体系
三、课题研究主要内容—研究分工
序号 课题 1 课题名称 隧道围岩变形机理与 分级方法研究 隧道支护与围岩作用 体系研究及其应用 隧道施工过程力学及 安全施工技术研究 高地应力与富水隧道 设计理论与施工技术 隧道结构体系的耐久 性研究与设计方法 隧道工程数字化技术 隧道施工机械化配套 技术及装备研究 承担单位 中科院地质所 贵广公司、兰渝公 北京交大 铁道部鉴定中 心 中铁西南院 司、石家 庄 铁道学 院、 山东 大学、 同 济 大学、 武汉 大学、 铁道部 经规 院、工 管 中心、科技司、 运输 局 基础 部、铁 西南交通大学 铁道部信息中 心 中铁隧道局 一 、二 、三、四 院 、 中 国 地 震 局地 壳 应 力研究所、南 车集 团资阳 机 车厂 参加单位
超载过程中不同测试段围岩和支护的破坏情况
五、课题研究的成果—（6）软岩隧道施工过程力学效应规律
（5）当其它条件不变时，埋深的改变对最优循环进尺的选取影响 较大。
200 1米 196 拱顶沉降值/mm 拱顶沉降值/mm 192 188 184 180 5 10 15 监测断面位置/m 20 25 2米 3米 232 224 216 208 1米 200 5 10 15 监测断面位置/m 20 25 2米 3米 540 5 10 15 20 监测断面位置/m 25 拱顶沉降值/mm 656 627 598 569 1米 240 685
高地应力软弱围岩隧道大变形预测方法、 分级标准和控制技术
（1）三种“大变形”特征及工程措施基本理念 （2）铁路隧道围岩变形的分级标准 （3）高地应力软弱围岩隧道大变形控制技术
五、课题研究的成果—（9）高地应力软弱围岩隧道大变形预测方法、分级标准和控制技术
（1）三种“大变形”特征及工程措施基本理念
类型 定义 大埋深软弱围 挤压型 岩的挤压性变 形 机理 成因 软弱围岩在高地 应力作用下的塑 性滑移 变形特征 变形有明显的优 势部位和方向， 一般边墙收敛较 大 工程措施基本理念 以变形量级预测确 定 预留变形量、提高 支护韧性 控制地下水 加强仰拱 提高支护韧性 加强支护刚度 增加支护与围岩密 贴性
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
、
五、课题研究的成果—（7）软弱围岩隧道施工变形控制技术
（2）软岩隧道变形控制技术体系：
Ø
施工方法(台阶高度、长度和支护封闭距离)控制变形技 术；
Ø
超前支护控制变形技术； 掌子面稳定控制变形技术； 拱脚稳定控制变形技术； 合理刚度及强度支护控制变形技术； 支护补强控制变形技术； 空间变形监测控制变形技术。
围岩基本级别 I II III
围岩亚级级别 —— —— III1 III2
IV
IV1 IV2
V VI 特殊围岩
V1 V2 —— ——
五、课题研究的成果—（3）隧道支护与围岩作用体系的力学特性和变形控制机理
隧 道 支 护 与 围 岩 作 用 体 系
五、课题研究的成果—（4）隧道支护结构作用机理和支护设计方法
五、课题研究的成果—（7）软弱围岩隧道施工变形控制技术
五、课题研究的成果—（8）隧道爆破近区振动传播规律与控制标准
隧道爆破近区振动传播规律与控制标准
（1）获得了爆破近区振动规律： （2）获得了爆破远区振动规律： （3）双线隧道爆破松动圈：
IV围岩松动范围在0.9-1.5m之间。
3 Q V = 19.58 R
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
五、课题研究的成果—（7）软弱围岩隧道施工变形控制技术 （3）软岩隧道施工变形控制基准研究
铁路隧道的 净空位移 的 管理 基 准
围 岩级 别 Ⅵ Ⅴ Ⅳ Ⅰ ～Ⅲ 200mm 100～200mm 50～100mm 50mm 以下 净空位移值 小跨度～较大跨度 大 跨度 ～ 特大 跨 度 300mm 200～250mm 100～200mm 100mm 以下
五、课题研究的成果—（1）无支护条件下隧道围岩变形机理与失稳模式
围岩结构分类
整体块状 块状结构 层状结构 碎裂结构 散体结构
变形机制
由岩块本身控制 由结构面控制 由层面和厚度共同控制 由结构面和岩块共同控制 由裂隙面及矿物颗粒胶结状 况控制
破坏机制
剪破坏、张破坏 块体沿结构面滑动 板梁的弯折断裂、 溃曲、倾倒 块体沿结构面滑动 剪切破坏、流变
铁路隧道的 拱顶下沉量 的 管理 基 准
围 岩级 别 Ⅵ Ⅴ Ⅳ Ⅰ～Ⅲ 100mm 50～100mm 25～50mm 25mm 以下 净空位移值 小跨度～较大跨度 大 跨 度～ 特 大跨 度 175mm 100～175mm 50～100mm 50mm 以下
五、课题研究的成果—（7）软弱围岩隧道施工变形控制技术 （3）软岩隧道施工变形控制基准研究
铁路隧道掌子面挤出位移的管理基准
掌子 面挤出 位移 围岩 级别 小跨度 ～较 大跨 度 Ⅴ ～Ⅵ Ⅳ 50mm～70mm 小于 50mm 大 跨度 ～特 大跨 度 70mm～100mm 小于 70mm
铁路隧道掌子面后方初期位移速度的管理基准
掌子 面后 方初期净空位 移速 度 围岩 级别 小跨度 ～较 大跨 度 Ⅴ ～Ⅵ 10mm/d 大跨 度～ 特大 跨度 20mm/d
移变化规律
对于软弱破碎围岩，掌子面开挖至该断面时，该处的水平收敛占 其最终变形值的25%，沉降则占45%。
监测 断面位 置 /m -12 0 6 拱顶沉降值/mm 12 18 24 1米 30 2米 3米
55 监测断面位置/m
挤出变形 (m) 0 0 -2
掌子 面 /m 0 5 10 挤出值 /mm 15 20 25 30 35
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
-3
-4
-8
-6 Y (m)
-13
一般 情况
损伤情 况
-8
-10
-12
-14
100m埋深 2m循环进尺 300m埋深 2m循环进尺 500m埋深 2m循环进尺
五、课题研究的成果—（6）软岩隧道施工过程力学效应规律
课题 2
课题 3
课题 4
课题 5
课题 6
课题 7
四、课题研究的进展情况
2009年5月
2009年10月
2010年1月
2010年3月
2010年6月
2010年10月
2011年1月
2011年3月
五、课题研究的成果
课题研究的16项初步成果
（9）高地应力下隧道围岩变形预测方法、分级 （1）隧道围岩变形机理及失稳模式 （2）基于围岩稳定性特征的铁路隧道围岩分级 （3）隧道支护与围岩作用体系的力学特性和变 形控制机理 （4）隧道支护结构作用机理和支护设计方法 （5）铁路隧道支护结构设计专家系统 （6）软岩隧道施工过程力学效应规律 （7）软弱围岩隧道施工变形控制技术 （8）隧道爆破近区振动传播规律与控制标准 标准和控制技术 （10）铁路山岭富水隧道设计理论和施工方法 （11）铁路隧道结构体系劣化规律及耐久性评 估方法 （12）铁路隧道结构体系耐久性技术保障措施 （13）隧道结构体系耐久性设计原理与方法 （14）数字化隧道管理系统及其应用 （15）铁路隧道施工机械化配套模式 （16）隧道主要施工装备研制
Ø
我国隧道建设中存在的问题
u
运营隧道病害
衬砌开裂掉块、渗漏水；部分隧道排水能力不足，造成道床积水； 洞口仰坡坍塌、危岩落石，影响行车安全。 u
在建隧道质量、安全问题
初期支护施工不规范、不到位，部分隧道存在偷工减料现象；施工 机械化程度低，以人工为主，效率低；软岩隧道变形大、不良地质隧道 经常发生塌方，安全事故时有发生；部分隧道模筑混凝土强度不足、厚 度不够，现场管理有待提高。
五、课题研究的成果—（5）铁路隧道支护结构设计专家系统
开始 目标案例信息（工程地质、水文地质条件等）
知识库
围岩分级
案例库
检索指标 案例检索
地质特点、工程特点等
检索方法
隧道 支护 结构 设计 专家 系统 框图
一般围岩(Ⅰ～Ⅴ级) 通用标准参考图
特殊围岩(Ⅵ级)
计算专项设计
案例库初支参数
相符判据
相符
Y
3
0.62
Q V = 28.5 R
0.83
五、课题研究的成果—（8）隧道爆破近区振动传播规律与控制标准
（4）电子雷管的首次应用和降振效果：电子雷管可实现单孔
连续爆破；爆破振动速度可以降低60-80%上。
（5）爆破振动对支护的影响和爆破振动控制标准：根据现
场实测和理论分析，获得了喷射混凝土从围岩剥落时的临界振速。
第七届铁路隧道年会·成都
铁路隧道修建新技术 隧道围岩稳定性及其控制技术研究
报告人：赵 勇
2011年9月24日
内 容 提 要
Ø Ø Ø Ø Ø 一、当前铁路隧道建设现状 二、课题研究概况 三、课题研究的主要内容 四、课题研究的进展情况 五、课题研究成果
一、当前铁路隧道建设现状
一、当前铁路隧道建设现状
N
人工专家辨识
初期支护安全性评价 初期支护耐久性评价 满足要求