高地应力软岩隧道大变形控制技术(-80)

软岩大变形隧道成因分析及控制施工技术

初期支护完成后，不同段落左右侧变形量不同，左右侧变
构造作用、地温作用和地球自转作用形成 “ 岩体未经人工开
挖和扰动之前的天然应力状态” 即初始应力。“ 由于地表或
地下开挖、加荷或减荷引起初始应力发生改变所产生的应力，使围岩形成回弹区和松动圈而发生形变” 。
（２）开挖短进尺，初支快速封闭成环。尽量减小单循
面出现裂缝，进而出现纵向裂缝、崩落，环向裂缝出现；当累计变形量不足３０ｃｍ时，钢架发生扭曲变形，甚至扭曲错断，喷混凝土表面出现大量裂缝、掉块，必须及时进行套拱等加固措施，否则继续发展将造成塌方。
４变形控制技术
变形压力，只有提供足够的刚性支撑才能抑制围岩的变形。
３．３施工因素
（１）封闭不及时，为软岩继续风化提供空间和时间条件。一是洞室开挖后岩面不及时封闭，会加快岩石的风化、
崩解，使之二次超挖，加大松动圈的范围，降低围岩强度；二是支护未及时封闭，主要指隧道开挖后初期支护未能在最短的时间内封闭成环，不能以环状结构体系参与受力，
取得了良好的效果。（１）减少施工扰动，贯彻“ 爱护” 围岩的施工理念。在
（１）围岩遇水具有膨胀性，形成较大的膨胀力。隧道变形段围岩主要为炭质板岩与炭质千枚岩，遇水后很快崩解，侵水后一般表现出明显的体积增加，具有很大的膨胀
性。从而产生可观的膨胀压力，直接加荷在初支系统上。

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/）03-0140-06DOI：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“世界性难题”，是决定川藏线建设成败的关键因素。

软岩大变形铁路隧道控变技术措施

1引言在铁路隧道建设中,高地应力环境下的软弱围岩大变形隧道是一种特殊地质状况下的大变形隧道,其形状有很大的突发性,在大变形影响下产生的特征为断面减小、拱顶沉降、拱腰裂开、基底鼓起等。

部分区域已完成的二衬构造甚至会出现裂缝损坏,给建设进程与运营安全带来巨大的挑战。

因此,对软岩大变形铁路隧道施工变形控制理念和措施的探讨极具必要性。

2工程概况高速铁路某隧道为单洞双线隧道,左右线线间距4.6m ,30译单面上坡,进、出口里程分别为DK84+127和DK86+840,全长2713m 。

隧道经过的软岩地层以泥质页岩为主,局部夹砂岩,页岩颜色为灰黑,软弱泥质与白色云母夹层居多,强度非常差。

页岩层厚在3~10cm ,多为薄层状,层理明显,产状歪曲,挤压作用显著,岩层破裂,强度极差,用手揉成粉,遇水软化成泥;顺层发展,有平滑的顺层,在层中大部分为软泥夹层,节理、层理发展与分割强烈,围岩完整性极低,隧道左拱有不稳定面,开挖后坍陷、脱落严重。

在高应力区,会出现较大移动与变形。

3高地应力作用下的软岩隧道挤压变形隧道开挖后,围岩形成临空面,结构体系发生变化,内应力重新分布,在此过程中,当围岩强度应力比达到一定程度时,将造成隧道挤压变形。

高地应力是一种相对论[1],其与围岩强度(R b )相关。

换言之,当围岩中的最大地应力和强度之比到达一定程度时,才可称高地应力,又称极高应力。

研究表明,当强度应力比小于0.3~0.5时,即能产生比正常隧道开挖大一倍以上的变形。

这时洞附近会产生大面积塑性区,由于挖掘产生围岩质点挪动与塑性区的“剪胀”效应,洞周将产生很大位移。

圆形隧道弹塑性分析结果还显示,当强度应力比小于2时洞周将产生塑性区,塑性区随强度应力比值的减小而增大。

大变形主要因素之一是高地应力。

软岩变形主要特点如下:1)变形持续久、较大的塑性变形量以及变形速率快;2)流变特性强,变形具备较强的时间与空间效应,一经变【作者简介】崔勇（1977~），男，四川成都人，工程师，注册监理工程师，从事铁路工程监理研究。

建筑遗产1期欧有扬玄真观隧道高地应力变形控制施工技术

玄真观隧道高地应力变形控制施工技术欧有扬（中铁二局四川成都 610000）摘要：兰渝铁路玄真观隧道施工中受到高地应力影响，造成初期支护喷射砼开裂掉块、钢架扭曲变形、仰拱填充砼隆起等破坏现象。

该隧道区域原岩应力较大且以水平构造应力为主，施工过程中通过超前地质预报与监控量测工作、超短台阶开挖、减少对围岩的施工扰动、合理预留变形量、让应力充分释放、加强支护、提高仰拱衬砌刚度等措施，有效控制了围岩大变形。

本文主要介绍了玄真观隧道高地应力变形原因分析与控制施工技术，并对高地应力引起大变形施工技术进行探索与实践，确保了工程顺利推进。

关键字：隧道工程高地应力软岩大变形控制措施1、引言目前我国铁路飞速发展，隧道比例大且铁路标准不断提高，穿越高地应力等各种复杂地质情况的长大隧道工程越来越多。

隧道施工中会发生大变形，导至支护系统开裂、发生塌方、结构破坏等情况，严重影响施工进度与安全，增加施工成本。

玄真观隧道斜井工区进入正洞施工以来，受高地应力影响，多处围岩和初期支护喷射砼片状错裂、崩块掉落、钢架扭曲、仰拱填充砼隆起等破坏现象，严重影响施工。

施工中对地应力变形原因进行了深入分析，结合现场实际地质情况制定有效控制变形的技术措施，通过现场施工实践对控制地应力变形的难题得出了一些结论，可为同类隧道工程设计与施工控制提供理论依据，并有待继续研究和完善。

2、工程概况兰渝铁路玄真观双线隧道全长7447m，为高瓦斯隧道。

位于构造侵蚀低山区，单面山跌岭山貌；洞身地形起伏较大，坡面覆盖2～8m 坡崩积粉质粘土；地面坡度15°～35°，局部呈陡崖状，地面标高第 1 页共 10 页570m～975m，相对高差405m。

隧道区覆盖层主要为第四系全新统坡洪积层、残破积层、崩坡积层，下覆基岩为白垩系剑阁组、剑门关组砂岩、泥岩，呈中厚层状。

从2011年9月开始，玄真观隧道DK626+180（顺线路大里方向）开始出现掌子面及上台阶围岩开裂、初期支护喷射砼开裂崩块掉落、型钢扭曲变形、仰拱填充砼隆起等破坏现象。

软弱围岩隧道大变形施工控制技术

软弱围岩隧道大变形施工控制技术摘要：在我国西部山区，分布有大范围的软岩地层，其中千枚岩的分布极为广泛，如兰渝铁路线上的木寨岭隧道，318线上的鹧鸪山隧道以及在建的九绵高速等多条高速公路隧道等。

该类岩体具有强度低、性状差、遇水易软化等特点，加之穿越高地应力、高烈度区软岩隧道建设过程中大变形灾害问题凸显，严重危及了隧道施工安全。

因此，开展软弱围岩隧道施工技术与支护技术的深入探讨，对于保证工程施工的安全性与质量的来讲非常重要。

本文以白马隧道为例，通过对该隧道的施工总结分析了一套软岩大变形隧道施工控制方法，并进行了理论和实地测试，对其在变形地段中的运用进行了探讨。

关键词：软岩隧道；大变形；施工控制措施引言：当前，业界对软弱围岩隧道的受力机制和技术仍处在探索性和探索性试验中，对其进行大变形特性的分析和找出行之有效的防治技术是非常必要的。

根据隧道的实际监测和理论研究，对白马隧道的大变形进行了研究，并给出了相应的技术措施。

一、软弱围岩大变形控制理念（一）刚性控制采用刚性控制理念法，通过大钢拱架、大厚度喷射混凝土、超前大管棚、掌子面长锚等措施，采用“以刚克刚”的方法克服了隧道的围岩变形。

该技术主要用于在埋深浅、地应力较小的情况下，对围岩的变形进行了有效的处理。

适合于围岩破碎、力学性能较低、地表沉降和隧道变形要求较高的地区。

（二）柔性控制柔性控制理念主要是利用增大预留变形，使隧道产生位移，使围岩体的应力得到最大程度的缓解，从而使支护体的受力最小化。

其控制手段主要有分段综合控制、伸缩支护和多重支护等。

在地应力较小、埋深较小的情况下，采用刚性支撑理论进行围岩变形的方法是切实可行的。

但对于地下工程中的大深度和高地应力，宜采用柔性支护技术。

（三）刚柔结合控制理念刚柔结合的控制理念是以刚性的预支护法来有效地控制掘进过程中的围岩体的应力释放速率；采用柔性初期支护对早期隧道的早期变形进行了抑制，同时采取了超前和早期支护措施，使围岩的变形保持在一个较好的水平。

高地应力煤系软岩地层隧道大变形控制研究

ＴｈｅｐｒａｃｔｉｃｅａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｇｏｏｄｒｅｓｕｌｔｏｆｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅＩａｒｇｅｄｅｆｏｍａｒｔｉｏｎｈａｄｂｅｅｎｍａｄｅ
第３７卷第１期
２０１３年２月
北
京
交
通
大
学
学
报
Ｖ０１．３７Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０１３
ＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＢＥＵＩＮＧＪＩＡ０Ｔ０ＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
文章编号：１６７３ — ０２９１（２０１３）０１ — ００１６ — ０５
高地应力煤系软岩地层隧道大变形控制研究
王永红，齐文彪２
（１．北京交通大学隧道与地下工程教育部工程研究中心，北京１０００４４；
２．吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林长春１３００２１）
摘
要：针对复杂条件下高地应力煤系软岩地层隧道大变形和施工难点，采用理论分析、数值模拟
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｌａｒｇｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｕｎｎｅｌｉｎｇｉｎｔｈｅｗｅａｋｒｏｃｋｓｏｆｃｏａ１ｍｅａ —

高地应力软岩大变形隧道施工技术浅析

高地应力软岩大变形隧道施工技术浅析发布时间：2021-06-22T09:47:55.893Z 来源：《基层建设》2021年第8期作者：王亚鹏[导读] 摘要：成兰铁路于2011年3月开工建设，线路起于成都，向北延伸连接兰渝铁路哈达铺站，是川西高原上修建的第一条铁路，位于绵阳高川的跃龙门隧道左、右线全长40023米，穿越我国著名的龙门山地震活动带和龙门山褶皱断裂带，隧道埋深大，岩体为极其破碎的碳质千枚岩、碳质板岩等，80%为高应力-节理化（HJ）复合型软岩，围岩强度应力比0.10～0.25，有极强崩解性、分散性、流变性、易扰动性、可塑性，局部地段围北京铁城建设监理有限责任公司北京 100855摘要：成兰铁路于2011年3月开工建设，线路起于成都，向北延伸连接兰渝铁路哈达铺站，是川西高原上修建的第一条铁路，位于绵阳高川的跃龙门隧道左、右线全长40023米，穿越我国著名的龙门山地震活动带和龙门山褶皱断裂带，隧道埋深大，岩体为极其破碎的碳质千枚岩、碳质板岩等，80%为高应力-节理化（HJ）复合型软岩，围岩强度应力比0.10～0.25，有极强崩解性、分散性、流变性、易扰动性、可塑性，局部地段围岩手捏成粉，隧道不良地质复杂多变，主要有高地应力、高地温、岩爆、断层破碎带、高瓦斯及硫化氢有害气体、岩溶富水、下穿河道等，同时隧道外部环境受汶川地震影响，危岩、落石、崩塌、山体滑坡及泥石流等地质灾害频发，洞内多处出现严重大变形，施工中采取超前预报与超前支护措施，快挖、快支、快锚、快封、快成环，让初支结构及时承载，减小高地应力环境和不良地质条件下初支变形风险。

关键词：高地应力；软弱围岩；大变形；施工技术1引言在建成兰铁路成都至川主寺试验段（简称“成川段”）位于四川省境内，全长275.8km，是汶川大地震灾后重建项目，是我国又一条海拔3000米以上的高原铁路，平原标以路基、桥梁为主，隧道标以长大隧道群为主，线路进入龙门山山脉后首座隧道跃龙门隧道在施工中遇到各类软岩大变形，工程地质呈现出典型的“四极三高”特征，即：地形切割极为强烈、构造条件极为复杂活跃、岩性条件极为软弱破碎、汶川地震效应极为显著；高地壳应力、高地震烈度和高地质灾害风险叠加，不良地质恶化，截止2021年4月开挖统计隧道范围内软岩大变形段落占比46.6%，工程建设难度好比“冻豆腐”上修青藏铁路、“软豆腐”上修宜万铁路，说在“烂豆腐”上修成兰铁路也不为过。

复杂高地应力区软岩隧道大变形控制技术研究

中出现的大变形情况较为常见。本文结合峡口隧道进口段高地应力软岩大变形工程实例，分析研究围岩大变形特征和发展规律，探究施
性不利。隧道区地应力等级为高、极高地应力（主要
结果见表１），属高应力区，隧道极易产生大的位移和
题一。
能力差，易垮塌；围岩在水平地应力挤压作用下产生弯曲变形，形成褶曲。根据埋深２４０ｍ的隧道现场断面测试结果，洞身
最大水平应力为１３．０６ＭＰａ，横断面最大初始应力为
复杂高地应力地区且工程地质环境恶劣的软弱围岩的
理设计，采用复合式衬砌，初期支护采用挂网喷混凝土和钢拱架，二次衬砌为模筑混凝土或钢筋混凝土。
根据地质勘察资料，隧洞进口段围岩分级为 Ⅵ类围岩。掌子面揭露围岩情况显示，洞段岩体节理、裂隙遍布，岩体非常破碎，岩层呈薄层、交互状，开挖后自稳
变形。
工过程中合理的变形控制技术措施，以期为该类隧道工程问题的设计与施工提供理论依据。
隧道开挖后，进口段围岩变形强烈，监测数据显示
局部最大拱顶下沉量累计达到了６４ｃｍ，两侧拱腰收
架现扭曲变形成 “ Ｓ ” 状或麻花状，对隧洞安全十分不