高地应力隧道施工技术31页PPT
龙潭隧道高地应力炭质页岩大变形整治施工技术
RMCM 桥隧机械&施工技术 Bridge mld Tunnel MachineD,&Construction Technology
龙潭隧道高地应力炭质页岩大变形整治施工技术
High Geostress Carbonaceous Shale Large Deformation Control Technique of
Longtan Tunnel
李宗长 ,唐宏路 ,张志奇
LI Zong—chang’,TANG Hong—lu ZHANG Zhi—qi
】_湖北沪蓉西高速公路建设指挥部,湖北恩拖4450()(】
2.恩施自治州交通局,湖北恩施445O(}f】
1.H urongxi Expressway Construction Headquarter of H ubei Province,Enshi 445000,H ubei,China 2.Communication Bu reau of Enshi Autonomous State,Enshi 445000,Hubei.China
【摘要】结合龙潭隧道施工实践,详细介绍了隧道开挖支护、豁控量测、嘲岩注浆、临时支护等施工技术 实践证明:
采用动态设计方法,利用监控量测手段并及时调整支护类型,能够有效确保隧道施工安全和工程质景 、
【Abstract】According to the construction of Longtan tunnel,the supporting,monitoring,grouting to surrounding
rock and temporary supporting in tunnel excavation are introduced In detail,The practice shows that by the dy— namic design method,monitoring the stability of su rrounding rock,the type of supporting is timely adjusted and
高地应力软岩隧道超前导洞施工
第3O卷第4期
2014年2月 甘肃科技
Gansu Science and Technol l2.3O No.4
Feb. 2014
高地应力软岩隧道超前导洞施工
刘成杰
(兰渝铁路有限责任公司,甘肃兰州730000)
摘要:施作超前导洞进行应力释放是解决高地应力软岩隧道大变形的重要方法之一。结合兰渝铁路木寨岭隧道
工程实例,对高地应力软岩隧道超前导洞综合施工技术进行了研究和阐述,以期能为今后同类工程超前导洞施工提
供参考和借鉴。
关键词:兰渝铁路;隧道;高地应力;超前导洞;施工
中图分类号:U451
1 工程概况
木寨岭隧道位于甘肃省定西市漳县、岷县境内,
为兰渝铁路线上最长的隧道。隧道设计为两条单
线,左线里程为DK173+280一DKI92+375,长度
19095m;右线里程为DyK173+280~DyKI92+395,
长度19115m。左、右线线间距为40m,隧道最大埋
深为600m。为保证工程工期,共设置8座斜井,其
中6座为无轨斜井,:z座为有轨斜井。选择在木寨
岭隧道7号斜井工区施作超前导洞,进行应力释放
实验,试验段位置为隧道右线里程DyK187+996~
DyK188+036,长度为40m。
隧道穿越第四系、第三系、二叠系、石炭系和泥
盆系地层。第四系地层主要为人工填筑细角砾土、
黏质黄土、砾质黄土、细角砾土、粗角砾土、碎石土和
砂质黄土。第三系地层主要以砾岩、泥岩夹砂岩为
主。二叠系地层主要以板岩为主,砂岩及炭质板岩
多呈互层或夹层分布。石炭系地层以砂岩为主,夹
部分灰岩、板岩。泥盆系地层主要以粉砂岩和石英
砂岩为主,局部夹泥岩和板岩。
隧道位于秦岭一昆仑纬向构造体系,后期被祁
吕贺兰山字型构造体系改造、复合、归并。并在茶固
滩一带又被茶固滩帚状构造体系改造,目前形态表
现为DKI73+350~DK189+700段为祁吕贺兰山字
型构造体系,DK189+700一DK192+375段为茶固
高地应力顺层偏压软岩长大隧道综合施工技术
第34卷第16期 2 0 0 8年6月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE Vo1.34 No.16 Jun 2008 ・297・
・桥隧工程・
文章编号:1009—6825(2008)16—0297 02
高地应力顺层偏压软岩长大隧道综合施工技术
李清泰
摘要:针对堡镇隧道高地应力顺层偏压软岩长大隧道工程,就施工中的施工区段划分、总体施工方案和施工工艺作了
阐述,并提出施工建议,达到了指导施工的目的,并对类似工程有积极的借鉴意义。
关键词:工区划分,总体方案,施工工艺 ’ 中图分类号:U455 文献标识码:A
1 工程概况
堡镇隧道位于宜万线9标段长阳县的贺家坪镇和榔坪镇之
间,隧道采用分离式方案,其中左线隧道全长11 563 1TI,右线隧道
全长ll 595 1TI,隧道最大埋深约630 m。隧道地处构造剥蚀、侵蚀 中山区。山岭和沟谷呈 fww向延展,南部为岩溶地貌,北部为
碎屑岩组成的尖棱状山脊。
隧道沿线的不良地质,主要为青岩沟泥石流、国道沿线的顺
层滑坡及隧道出口附近的边坡溜坍。隧道出口附近由于页岩风 化节理发育,造成山体风化剥落,对隧道洞口有一定影响。
2施工工区划分
堡镇隧道工区、作业面实施动态划分。分为3大工区,即左
线正洞、右线平导、右线平导扩挖正洞3个工区;11个作业面,即
左线进口端正洞、经4号横通道施工左线正洞、经8号横通道施
工左线正洞、经12号横通道施工左线正洞、平导、右线进口端平
导扩挖、经3号横通道施工右线平导扩挖、经6号横通道施工右
线平导扩挖、经9号横通道施工右线平导扩挖、经ll号横通道施
工右线平导扩挖、经12号横通道施工右线平导扩挖。
3高地应力顺层偏压地段支护结构施工方案
1)支护参数。
该段原设计初期支护采用I 16型钢钢架,问距为1榀/m;拱
部中空注浆锚杆,边墙砂浆锚杆,L=3.0 1TI,问距为1.2 m×1.0 m;
网喷}昆凝土厚15 cm;预留变形量15 C1TI。
关于高地应力软岩隧道施工方法的探讨
Value Engineering ・109・
道进口段与两郧断裂带I级结构面相交,隧道开挖时,构造
残余应力的短时间内释放,造成了隧道初期支护的大变形
b.围岩特点。该段围岩为强风化或全风化炭质千枚岩
或风化土,岩面光滑,胶结性差,岩体抗压强度大部分小于
1MPa。由于有绢云母的存在,造成一定的光滑面,抗剪强度
低。地下水较发育,以线流或股状水形式出现。围岩遇水软
化成泥,稳定性极差,无自稳能力,造成拱脚承载力降低。
C.滑坡体的影响。古滑坡体的复活是隧道发生大变形
的又一大因素,通过监测数据表明,明洞的偏移方向与滑
坡体的滑动方向基本一致,因此,滑坡体是造成隧道大变
形的原因之一。
d.外界因素的影响。由于隧道下穿郧漫公路,郧漫公
路是连接陕西与湖北的省级公路,交通流量较大,重载车
辆较多。公路路面距隧道拱顶的深度约12m,车辆的动载
也有可能影Ⅱ向到隧道的稳定。
e.设计支护强度。隧道该段落设计拱架为18型工字钢
(间距75cm), 25中空注浆锚杆(长3m),从变形的表象来
看,发生变形时,拱架发生扭曲及折断现象,说明拱架的强
度不足;本段落为松散体,整个埋深范围基本为塑性区域,
3m长锚杆不足以穿过塑性区,因此,锚杆的作用不明显。
£仰拱起鼓原因。该段落围岩为碳质千枚岩,其岩体抗
压强度较低,在高应力作用下易发生较大的变形;千枚岩
具有弱膨胀性,遇水易软化成泥,而施工现场地下水较多,
易导致仰拱基础承载能力大幅削弱,从而结构下沉仰拱翘
起:该段隧道埋深较大,地应力也相对较大,同时受两陨断
裂的大地构造影响,隧道开挖后应力重分布、重平衡的过
程复杂,时间漫长,导致出现结构暂时稳定的假象:该段衬
砌的起鼓现象除与客观地质条件及设计的初期支护措施
有关外,也与施工手段有关。该段仰拱施工主要是分左右
半幅施工,左右半幅之间未设连接筋,削弱了仰拱的整体
承载能力,导致了仰拱的中部隆起:该段结构设计仰拱均采
高地应力软岩隧道大变形发生机理及控制技术研究
高地应力软岩隧道大变形发生机理及控制技术研究
高地应力软岩隧道指的是处于高地应力环境下的软岩地层中开挖的隧道。由于所处的高地应力环境导致了软岩地层的高地应力状态,因此开挖隧道时会导致地层变形和破坏,特别是隧道大变形。因此,对于这种隧道,需要研究其发生机理和控制技术。
隧道大变形的发生机理主要包括以下几个方面:
1. 地层原有结构的破坏:隧道开挖会破坏地层原有的结构,导致地层松动和变形。
2. 地层的应力状态改变:隧道开挖会导致地层应力状态的改变,特别是高应力地区的地层应力状态,从而引起地层的变形和破坏。
3. 近似于松散垫层的软岩:这种软岩原本就具有不易承受应力的特点,因此在高应力环境下更加容易发生变形和破坏。
4. 地层水文特征:地下水会影响地层的应力状态和稳定性,因此隧道开挖时需要考虑地下水的影响。
针对以上机理,可以采取以下控制技术:
1. 实施一定的支护措施:在隧道开挖时需要实施适当的支护措施,如喷锚、加固网等,以保证隧道的安全稳定。 2. 降低地层应力状态:采用降水、减载等措施来降低地层应力状态,从而减小隧道的变形和破坏。
3. 优化隧道设计方案:通过优化隧道设计方案,如采用浅埋式隧道、采用适当的半圆形、梯形等断面形式等,来减小隧道变形和破坏。
4. 做好隧道施工管理:严格控制隧道施工期间的工程质量和安全管理,确保隧道的安全稳定。
综上所述,高地应力软岩隧道大变形的发生机理和控制技术是一个综合性问题,需要对各种因素进行综合考虑,以保证隧道的安全稳定。
高地应力软岩隧道大变形特征与处治技术
高地应力软岩隧道大变形特征与处治技术
作者:覃子秀 林志 严远方 冯万林 吴秋军
来源:《西部交通科技》2023年第11期
摘要:文章結合依托工程对高地应力软岩隧道大变形特征与处治技术展开研究,得出如下结论:(1)大变形灾害严重程度与地应力等级、围岩软弱程度高度相关,地应力越高、围岩越软弱,大变形越严重;(2)大变形灾害具有变形量大、持续时间长以及空间分布不均的特点;(3)大变形灾害处治应遵循“抗放结合、共同承载、动态控制”的原则,采取多项主动支护措施,降低灾害影响。
关键词:高地应力;隧道;大变形;施工技术;灾害处治
0引言
近年来,我国公路路网向地质条件与地质环境更为复杂的中西部延伸,配套的隧道工程也因地质条件等因素逐渐向大埋深、地质因素更复杂的方向发展,复杂的工程条件带来诸多影响隧道结构稳定性的问题。
目前,学者们针对高地应力软岩大变形灾害开展了大量研究工作,深入地认识了大变形特征与变形控制技术。赵瑜等[1-2]结合数值模拟手段,对高地应力软岩隧道大变形特征进行了分析。朱朝佐等[3]结合分段施工工艺,提出了采用格栅纵向连接形式以提高支护结构纵向整体性的方法。张宏亮等[4]分析比对了武都西隧道大变形多种施工方案,认为应力释放至一定程度后及时施作二衬可有效解决大变形问题。卢阳[5]结合文笔山隧道大变形处治成功案例,提出了“因隧制策,动态调整”的施工原则。
另外,也有学者认为高地应力软岩隧道施工应采取“强支护”措施对抗围岩变形,但这并不适用于所有等级的大变形灾害,容易对现场施工产生误导。
本文根据高地应力软岩隧道大变形特征,结合依托工程,对变形控制技术进一步探索与研究,以期形成成套处治技术,解决高地应力软岩隧道大变形控制技术难题。
1 高地应力软岩隧道大变形特征
1.1 工程背景
川藏铁路高地应力软岩大变形隧道施工方法分析
川藏铁路高地应力软岩大变形隧道施工方法分析
吴军国,高飞(中铁四局集团第二工程有限公司,江苏苏州215000)
作者简介:吴军国(1979$),男,湖南衡阳人,毕-于北京 交通大铁道工程本科, ,高级工 程师;专—方向:1下工程施工。
;
册嗥»:酣:中图分类号:U455.4 文献标识码:A文章编号:(007-7359( 202/ )03-0140-06 DOI:10.16330/ki.1007-7359.2021.03.069
!引言
川藏铁路是国家"十三五”重大建设
项目计划中的重中之重,是西藏自治区
对外运输通道的重要组成部分,是引导
产业布局、促进沿线国土开发、整合旅游
资源的黄金通道。规划建设川藏铁路对
西藏、四川乃至中国西部经济社会发展
具有重大而深远的意义。
川藏铁路雅安至林芝段地貌形态主
要受青藏高原地貌隆升的影响,总体地
势西高东低。为我国地势第二梯度的四
川盆地过渡到第三梯度的青藏高原,地
势急剧隆升抬起,为典型的“V”形高山峡 谷地貌,具有“三高、两强”的典型地质特
征,表现为:高烈度地震、高地应力、高地
温,强烈发育多样化地质灾害、强烈发育
深大断裂,造就了川藏铁路极为复杂的
宏观地质环境。高地应力软岩大变形隧摘要:文章依托川藏铁路项0%1应力软5大789道工程,通过对川藏铁路沿线1 质条件分析,结合川藏铁路施工JK及软5大78EM管理研Q。对9道不同等级高1 应力软5大78段采取YZ预留78量、长'锚杆相结H、多层支护体系、早高强喷射 混凝土、衬rs后设置消能缓冲层等措施综,对类似工程施工具有一定的借鉴意 义。关键词:川藏铁路;高1应力;软5大78;施工技术
道通常具有围岩变形量大、变形速率高、
变形持续时间长等特点,部分地段甚至
出现初支变形破坏、钢架扭曲、侵限拆换
等现象,给设计和施工带来极大的困难。
隧道施工中高地应力作用下软岩大变形
段的安全、快速、有效治理,一直被誉为
超深埋隧道高地应力岩爆地段施工技术
超深埋隧道高地应力岩爆地段施工技术
摘要:总结泥巴山特长公路隧道岩爆段施工经验,介绍了在隧道高地应力地段的岩爆处治施工技术,通过对岩爆发生和发展规律的分析,对岩爆烈度进行预测,并从“防”岩爆及“治”岩爆的角度,确定合理的“防”、“治”措施。将岩爆对施工生产所带来的损害降至最低,解决了深埋特长公路隧道高地应力岩爆应对难题,扩展、丰富了隧道施工领域,为今后类似工程提供参考。
关键词:深埋高地应力 隧道 岩爆 施工技术
1 概述
国际社会对岩爆的研究由来已久,各国在岩爆的类型、产生原因、烈度等级、岩爆的工程问题的预测及治理等方面的研究屡创新高。复杂多变的岩体性质和工程地质条件,为岩爆研究带来了诸多不变,对岩爆的预测预防方法还很不完善。岩爆问题是一种具有实际工程背景的岩石力学问题,因此可以说,岩爆工程的研究是岩爆研究的另一个主要方面。在工程建设中,工程研究方法主要集中在岩爆类型及烈度等级研究、岩爆的预报预测研究和岩爆防治的工程措施等几个方面。
2 工程概况
新建雅泸高速公路为国高网北京至昆明高速公路(g5)在四川省境内的重要路段,雅泸路全线控制性泥巴山特长隧道位于四川省汉源县境内,为双线分离式隧道,设计车速80km/h。隧道左线全长9962m,右线全长10007m,单口掘进5130m,为目前国内单口掘进长度最长的隧道,隧道最大埋深1648m,为国内之最。
隧道地质情况极其复杂多变,隧道深埋段极易产生高(极高)地应力,继而引发岩爆地质灾害,对施工人员及生产带来极大的安全隐患。文章中介绍的岩爆段施工技术,有效加快了施工进度,减少了资源浪费,降低了安全隐患。
3 施工技术
3.1 技术原理。现阶段,大部分施工单位主要通过弱化围岩或改善围岩应力条件来防治岩爆。本文将借助医学理论具体探析“防、治”岩爆的方法。
“防”岩爆的方法主要有:采用短台阶、超前小导洞开挖法;施工爆破中优化爆破设计;隧道掌子面和洞壁喷水或钻孔注水;提前释放高地应力;喷射钢纤维混凝土等施工方法。
高地应力下大断面软岩隧道支护技术
杨家松:高地应力下大断面软岩隧道支护技术 ・145・
高地应力下大断面软岩隧道支护技术
杨家松
(中铁二局第二工程有限公司,成都610091)
摘要:锦屏 1、 2引水洞西端工程地应力达40~50 MPa,施工前期发生了严重的大变形。本文 重点介绍洞径14.6 m的马蹄形隧道采取台阶法大断面开挖过程中,在常规锚网拱喷的基础上,增设 长砂浆锚杆、预应力锚杆、锚索、锚筋桩、灌浆加固,并用多种手段对工程进行监测,取得了良好的
工程效果。 关键词:隧道(洞);极高地应力;工程软岩;支护技术 中图分类号:U455.7 2 文献标志码:A 文章编号:1003—8825(2013)04—0145—04
O 引言 高地应力条件下,工程软岩极易发生大变形。
若隧道支护设计参数不合理,对围岩的支护力不够,
或施工过程中不能保证支护的及时性、系统性,隧
道在支护后也可能会发生较大的变形,最终导致二
次扩挖处理,这既给工程施工带来安全隐患,又会
影响工程的工期,并加大工程投入。
软岩隧道毛洞开挖后,设定变形至极限状态时
的总变形量为△,若由开挖至支护完成前的自由变 形为△。(占总变形的40%)…和采取支护措施后控
制的变形△ 之和小于△,则表明支护可以维持围岩
的长期稳定。显然,就目前的施工水平而言,有效
控制△。是难以做到的,且有违新奥法理念。对于大
变形就要依靠支护来控制。△ +△ 的变形量,可通
过开挖轮廓设计来充分加以考虑。然而,△.取多
大,采取何种综合支护,提供足够的支护力,使之 既能保证支护有效发挥作用,又能将变形控制在△:
以内,都需要加以研究。因此,正确研究软岩变形 特征、合理设计(开挖轮廓、支护措施与参数)、施
工工艺控制等问题,是控制软岩大变形的关键所在。
本文介绍的锦屏引水洞西端工程,软岩所处位 置埋深大于1 500 m,受区域地质构造影响地应力达
45 MPa,岩石强度低于5 MPa,设计仍然贯彻新奥 法理念。本工程的混凝土衬砌仅起降低过水糙率和
高地应力软岩大变形隧道施工技术措施
高地应力软岩大变形隧道施工技术措施
软岩大变形是指在高地应力环境下,隧道开挖后围岩发生侧鼓、底鼓等严重挤压变形,挤压变形量超出常规围岩变形量的现象,是围岩柔性破坏时应变能很快释放造成的一种动力失稳现象。
1.工程概况
某隧道为铁路单线隧道,隧址区内新构造运动强烈,活动断裂发育,存在构造应力相对集中的地质环境条件,局部埋深较大的隧道可能遭遇高地应力工程环境,特别是隧道埋深过大时,板岩、千枚岩等软质围岩可能发生软岩大变形;局部构造应力强烈的区域,破碎的硬质岩也可能出现大变形现象。沿线易发生软岩大变形的地层主要为三叠系、泥盆系及志留系千枚岩、板岩地层.该隧道埋深大、软质岩发育地段,以Ⅰ级及Ⅱ级软岩大变形为主。
隧道在DK28+888~DK36+415段主要为绿泥片岩及片岩,层厚普遍小于3cm,属极薄层~中薄层,灰绿色为主,矿物成分以绿泥石、云母、石英为主,变晶结构,薄片状构造为主,岩质软弱,节理裂隙发育,岩体破碎,部分段落呈中厚层状构造,岩体较破碎,该段落富水程度中等,绿泥片岩浸水后强度急剧降低。其中DK29+765~DK36+415段具轻微~中等的变形潜势。
2.软岩大变形段的基本特性
(1)变形量大:变形量远超常规预留变形量。
(2)初期支护变形速度快:隧道变形量测开始阶段,变形速率快,最大变形速率时间一般发生在边墙下台阶落底至仰拱闭合成环前。
(3)变形持续时间长:大变形区段变形时间从开挖至衬砌浇筑前,一般30d或更长。
(4)施工难度大,安全风险高:开裂变形持续不断,易发生大面积失稳坍塌,处置塌方难度大。
3. 软岩大变形段的施工情况
软岩大变形表现形式多样,主要表现在边墙挤压纵向变形开裂,拱顶下沉环向变形开裂,钢架凸起变形、扭曲,边墙变形侵限拆换拱,初支喷射混凝土鼓包掉块,隧底初支受力鼓起,掌子面岩石崩解滑坍,应力集中部位明显开裂掉块,局部二衬开裂等现象。
4. 软岩大变形控制技术措施及施工技术
