堡鎮(zhèn)隧道高地應(yīng)力順層偏壓軟巖大變形段的快速施工技術(shù)

結(jié)合宜萬(wàn)鐵路堡鎮(zhèn)隧道高地應(yīng)力軟巖大變形地段的施工實(shí)踐,針對(duì)砂質(zhì)粉砂質(zhì)頁(yè)巖、泥質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖等軟巖地層在高地應(yīng)力作用下的變形特征,總結(jié)出一套相對(duì)有效的高地應(yīng)力軟巖大變形隧道施工應(yīng)對(duì)技術(shù)措施。

高地應(yīng)力軟巖大變形隧道施工技術(shù) 中鐵十四局集團(tuán)第四工程有限公司石貞峰 摘要：堡鎮(zhèn)隧道為宜萬(wàn)鐵路第二長(zhǎng)隧、七大控制工程之一，也是全線施工難度最大的隧道 之一。堡鎮(zhèn)隧道圍巖屬于高地應(yīng)力軟巖，在施工中發(fā)生高地應(yīng)力軟巖大變形。結(jié)合 軟巖的巖性分析情況，采用科研引導(dǎo)、穩(wěn)扎穩(wěn)打的方針，制定了詳細(xì)的施工方案， 在施工過(guò)程中探索、研究出了控制軟巖大變形的施工技術(shù)。 關(guān)鍵詞：堡鎮(zhèn)隧道高地應(yīng)力軟巖大變形施工技術(shù) 1工程概況 堡鎮(zhèn)隧道左線全長(zhǎng)11565m，右線全長(zhǎng)11599m，線間距30m,右線初期設(shè)計(jì)為平導(dǎo)，作 為左線輔助施工通道，后期再將平導(dǎo)擴(kuò)挖形成右線隧道。是宜萬(wàn)鐵路第二長(zhǎng)隧、七大控制工 程之一，也是全線唯一的高地應(yīng)力軟巖長(zhǎng)隧。十四局承擔(dān)左線進(jìn)口段5641m、右線進(jìn)口段 5622m的施工任務(wù)。 隧道穿越巖層主要為粉砂質(zhì)頁(yè)巖、泥質(zhì)頁(yè)巖，呈灰黑色，多軟弱泥質(zhì)夾層帶

高地應(yīng)力軟巖隧道施工具有風(fēng)險(xiǎn)大、變形大、工期長(zhǎng)等多項(xiàng)特點(diǎn),因此在具體施工中,要做好相應(yīng)的分析工作,從而確保工程的合理施工。

高低應(yīng)力軟巖隧道大變形給施工帶來(lái)的巨大的困難，針對(duì)大變形的施工技術(shù)是目前我國(guó)面臨的重大技術(shù)難題。結(jié)合高

高地應(yīng)力軟巖隧道施工具有風(fēng)險(xiǎn)大、變形大、工期長(zhǎng)等多項(xiàng)特點(diǎn),因此在具體施工中,要做好相應(yīng)的分析工作,從而確保工程的合理施工.

高地應(yīng)力軟巖隧道施工具有風(fēng)險(xiǎn)大、變形大、工期長(zhǎng)等多項(xiàng)特點(diǎn),因此在具體施工中,要做好相應(yīng)的分析工作,從而確保工程的合理施工。

高地應(yīng)力軟巖大變形隧道施工技術(shù) 中鐵十四局集團(tuán)第四工程有限公司石貞峰 摘要：堡鎮(zhèn)隧道為宜萬(wàn)鐵路第二長(zhǎng)隧、七大控制工程之一，也是全線施工難度最大的隧道 之一。堡鎮(zhèn)隧道圍巖屬于高地應(yīng)力軟巖，在施工中發(fā)生高地應(yīng)力軟巖大變形。結(jié)合 軟巖的巖性分析情況，采用科研引導(dǎo)、穩(wěn)扎穩(wěn)打的方針，制定了詳細(xì)的施工方案， 在施工過(guò)程中探索、研究出了控制軟巖大變形的施工技術(shù)。 關(guān)鍵詞：堡鎮(zhèn)隧道高地應(yīng)力軟巖大變形施工技術(shù) 1工程概況 堡鎮(zhèn)隧道左線全長(zhǎng)11565m，右線全長(zhǎng)11599m，線間距30m,右線初期設(shè)計(jì)為平導(dǎo)，作 為左線輔助施工通道，后期再將平導(dǎo)擴(kuò)挖形成右線隧道。是宜萬(wàn)鐵路第二長(zhǎng)隧、七大控制工 程之一，也是全線唯一的高地應(yīng)力軟巖長(zhǎng)隧。十四局承擔(dān)左線進(jìn)口段5641m、右線進(jìn)口段 5622m的施工任務(wù)。 隧道穿越巖層主要為粉砂質(zhì)頁(yè)巖、泥質(zhì)頁(yè)巖，呈灰黑色，多軟弱泥質(zhì)夾層帶

木寨嶺隧道施工中受到高地應(yīng)力軟巖地質(zhì)的影響,初期支護(hù)多處出現(xiàn)大變形,破壞嚴(yán)重。為了保證順利安全施工,采用了先柔后剛、先放后抗、多重支護(hù)、預(yù)留變形量、應(yīng)力釋放、提高二次襯砌剛度和超短臺(tái)階開(kāi)挖等措施,有效控制了圍巖大變形。文章主要介紹了木寨嶺隧道的工程概況、施工中出現(xiàn)的大變形情況,以及控制大變形的各項(xiàng)措施和效果檢驗(yàn)。

高地應(yīng)力軟弱圍巖段施工不可避免地產(chǎn)生大變形,為合理選擇支護(hù)措施,有效控制軟巖隧道變形,進(jìn)行專門(mén)的研究試驗(yàn)是非常必要的,為解決大變形問(wèn)題,結(jié)合專家意見(jiàn)并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采用9個(gè)試驗(yàn)段來(lái)探索變形施工技術(shù),由試驗(yàn)段可知高地應(yīng)力軟巖大變形施工應(yīng)放抗結(jié)合。隨著斜井埋深的增加、地應(yīng)力的增加,初期支護(hù)強(qiáng)度、剛度應(yīng)相應(yīng)增加,否則容易出現(xiàn)坍塌;二層支護(hù)(套拱)的方法能有效控制變形;超前小導(dǎo)洞,超長(zhǎng)水平大鉆孔高地應(yīng)力釋放技術(shù)的應(yīng)用,有一定效果。

高地應(yīng)力軟巖隧道施工中常常會(huì)因?yàn)檐泿r大變形而發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害,由此給隧道工程施工建設(shè)帶來(lái)很大的困難,甚至?xí)o施工人員造成生命危險(xiǎn).結(jié)合劉家溝隧道高地應(yīng)力軟巖大變形中存在的問(wèn)題,分析并制定相應(yīng)的施工控制技術(shù),從而有效地控制軟巖大變形的發(fā)生,保證工程安全快速建設(shè).

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步,我國(guó)的交通事業(yè)也受其影響獲得非常良好的發(fā)展作用,但與此同時(shí)對(duì)我國(guó)交通事業(yè)的要求也越來(lái)越多。本文主要分析了高地應(yīng)力軟巖隧道的變形控制設(shè)計(jì)和施工技術(shù),分析了存在的問(wèn)題,施工要點(diǎn)和控制措施。推動(dòng)我國(guó)高低應(yīng)力軟巖隧道施工的發(fā)展與進(jìn)步

以蘭渝鐵路同寨隧道為例,針對(duì)高地應(yīng)力,軟巖、大斷面隧道施工,分別從圍巖形態(tài),工法特點(diǎn)分析圍巖變形規(guī)律.并從圍巖地質(zhì)狀態(tài)、圍巖物理特性、及圍巖損傷程度、圍巖應(yīng)力釋放過(guò)程,分析高地應(yīng)力軟巖變形機(jī)理.提出對(duì)高地應(yīng)力采取邊讓邊抗,前期以讓為主,中后期以抗為主的抗變形理念.合理預(yù)留變形量值、采取剛?cè)岵?jì)的初支結(jié)構(gòu),基本上有效控制高地應(yīng)力軟巖大變形.

高地應(yīng)力軟巖隧道施工中常常發(fā)生大變形地質(zhì)災(zāi)害,給工程的安全施工和建設(shè)管理帶來(lái)極大的困難。文章依托蘭渝鐵路高地應(yīng)力軟巖隧道,進(jìn)行了高地應(yīng)力軟巖隧道圍巖分級(jí),制定了初期支護(hù)破壞準(zhǔn)則,同時(shí)建立了地應(yīng)力合理釋放與有效約束之間的平衡。在高地應(yīng)力軟巖隧道設(shè)計(jì)與施工中,通過(guò)采取預(yù)留變形量、合理的初期支護(hù)、可靠的開(kāi)挖工法、關(guān)鍵部位錨注加強(qiáng)、動(dòng)態(tài)支護(hù)補(bǔ)強(qiáng)等5項(xiàng)技術(shù)措施,有效地控制了大變形的發(fā)生,達(dá)到了初期支護(hù)不破壞、不拆換的目的,保證了工程的安全快速建設(shè)。

蘭渝鐵路毛羽山隧道出口段穿越薄層狀碳質(zhì)板巖地層,區(qū)域原巖應(yīng)力較大且以水平構(gòu)造應(yīng)力為主,隧道開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重的大變形情況。通過(guò)分析,認(rèn)為高地應(yīng)力、最大水平主應(yīng)力與隧道軸線呈大角度相交是大變形的主要因素。隧道施工過(guò)程中,通過(guò)采取提高支護(hù)體系剛度、合理預(yù)留變形量,以及采用長(zhǎng)錨桿、多重支護(hù)和超短臺(tái)階法等常規(guī)措施控制了圍巖變形;基于對(duì)圍巖動(dòng)態(tài)演化機(jī)制的認(rèn)識(shí),提出了高地應(yīng)力隧道超前導(dǎo)洞法應(yīng)力控制釋放技術(shù),開(kāi)展了大型工程試驗(yàn)。階段性試驗(yàn)成果表明,采用超前導(dǎo)洞有效地降低了正洞施工時(shí)的變形速率,對(duì)上中臺(tái)階影響尤為顯著。通過(guò)對(duì)應(yīng)力控制釋放技術(shù)研究的進(jìn)一步深化,有望探索出安全、高效的高地應(yīng)力軟巖施工新技術(shù)。

高地應(yīng)力軟弱圍巖段施工將不可避免地產(chǎn)生大變形,做好施工期圍巖變形的預(yù)測(cè)工作對(duì)隧道安全施工至關(guān)重要。采用大型有限差分程序?qū)σ巳f(wàn)鐵路堡鎮(zhèn)隧道大變形段施工進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,并將模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)變形結(jié)果做了對(duì)比,驗(yàn)證三維數(shù)值模擬的可靠性,掌子面與監(jiān)測(cè)斷面距離較近時(shí)數(shù)值模擬預(yù)測(cè)圍巖變形有較高的精度,但隨著監(jiān)測(cè)斷面與掌子面距離的增大預(yù)測(cè)誤差逐漸增大。

堡鎮(zhèn)隧道高地應(yīng)力軟弱圍巖段施工大變形數(shù)值模擬預(yù)測(cè)研究

在麗香鐵路中義隧道圍巖及初期支護(hù)變形、破壞特點(diǎn)歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上,結(jié)合隧道的區(qū)域地質(zhì)條件,分析了圍巖大變形的形成機(jī)制。研究表明:麗香鐵路中義隧道圍巖及初期支護(hù)變形、破壞特點(diǎn)是由隧址區(qū)地應(yīng)力最大主應(yīng)力為水平方向且與隧道軸線接近垂直的特點(diǎn)決定的；圍巖大變形主要是由于隧址區(qū)強(qiáng)烈的地質(zhì)構(gòu)造使圍巖完整性遭受?chē)?yán)重破壞,圍巖破碎,地層賦存較高的構(gòu)造殘余應(yīng)力引起的?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)及施工實(shí)踐表明:按圍巖的工程地質(zhì)條件、強(qiáng)度應(yīng)力比及相對(duì)位移將大變形分級(jí)管理,根據(jù)大變形級(jí)別選用不同的襯砌斷面、支護(hù)參數(shù)和預(yù)留變形量；采用上下臺(tái)階、下臺(tái)階帶仰拱一次開(kāi)挖方法施工,適當(dāng)加長(zhǎng)邊墻系統(tǒng)錨桿和鎖腳錨桿,適時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)補(bǔ)強(qiáng)。

在建都汶高速公路龍溪隧道為高地應(yīng)力、高瓦斯隧道,針對(duì)龍溪隧道高地應(yīng)力擠壓變形的特殊性,分析了隧道施工過(guò)程中因高地應(yīng)力造成的隧道大變形的特點(diǎn),分析了大變形機(jī)理,在此基礎(chǔ)上對(duì)典型地段進(jìn)行了數(shù)值分析,確定了大變形地段安全、經(jīng)濟(jì)、合理的支護(hù)參數(shù)。龍溪隧道大變形段后續(xù)施工實(shí)踐表明,數(shù)值分析確定的支護(hù)參數(shù)和論文提出的施工措施有效地限制了隧道的高地應(yīng)力擠壓變形,確保了隧道的施工安全。龍溪隧道的施工實(shí)踐為高地應(yīng)力隧道的施工提供了有意義的技術(shù)資料,可供同類(lèi)隧道施工借鑒。

結(jié)合龍?zhí)端淼朗┕?shí)踐,詳細(xì)介紹了隧道開(kāi)挖支護(hù)、監(jiān)控量測(cè)、圍巖注漿、臨時(shí)支護(hù)等施工技術(shù)。實(shí)踐證明:采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法,利用監(jiān)控量測(cè)手段并及時(shí)調(diào)整支護(hù)類(lèi)型,能夠有效確保隧道施工安全和工程質(zhì)量。

以蘭渝鐵路新城子隧道為背景,以確保高地應(yīng)力軟巖條件下隧道特大跨至連拱過(guò)渡段的圍巖及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性為目的,圍繞過(guò)渡段的快速施工技術(shù)展開(kāi)研究。首先分析了大跨與雙連拱的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的變形規(guī)律,并基于高地應(yīng)力軟巖隧道變形控制的基本理念,研究高地應(yīng)力軟巖隧道大跨與雙連拱過(guò)渡段的施工技術(shù)。研究得到：提出了＂延伸開(kāi)挖,后期還原,剛?cè)岵?jì),聯(lián)合支護(hù),雙洞澆筑,整體襯砌＂的高地應(yīng)力軟巖隧道大跨至連拱過(guò)渡段施工工法;提出了高地應(yīng)力軟巖隧道大跨至連拱過(guò)渡段的＂十字撐＂支護(hù)技術(shù)。

高地應(yīng)力區(qū)域隧道施工技術(shù) 高地應(yīng)力區(qū)域的隧道施工，易發(fā)生塌方和巖爆等變形破裂現(xiàn)象，當(dāng)圍 巖類(lèi)別較高，質(zhì)地堅(jiān)硬、干燥無(wú)水時(shí)，極易發(fā)生巖爆，當(dāng)圍巖類(lèi)別較 低時(shí)，易發(fā)生軟巖變形并引起塌方。 一、巖爆的預(yù)測(cè)及施工措施： （一）、預(yù)測(cè) 1、地質(zhì)預(yù)報(bào)：當(dāng)隧道埋深較大時(shí)，每一開(kāi)挖循環(huán)結(jié)束后，進(jìn)行一次 地質(zhì)調(diào)查，繪制開(kāi)挖工作面的地質(zhì)素描圖和地質(zhì)展示圖，根據(jù)地質(zhì)調(diào) 查結(jié)果，進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào)。 2、巖體二次應(yīng)力場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試：采用鉆孔應(yīng)力解除和應(yīng)力恢復(fù)測(cè)試方 法，分段對(duì)洞壁及掌子面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定圍巖表層巖體二次應(yīng)力場(chǎng)。同時(shí)進(jìn) 行現(xiàn)場(chǎng)巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度試驗(yàn)，利用洞壁切向應(yīng)力洞壁巖石單軸抗壓強(qiáng) 度rb來(lái)預(yù)報(bào)巖爆和判定等級(jí)。 （二）施工措施： 1、施工支護(hù)和安全防護(hù)： 增設(shè)臨時(shí)防護(hù)設(shè)施，對(duì)靠近開(kāi)挖工作面，易發(fā)生巖爆區(qū)段的主要施工 機(jī)械安裝防護(hù)網(wǎng)和防護(hù)棚架，施工人員配發(fā)鋼盔和防彈背心，掌子面 加掛鋼絲網(wǎng)。 根據(jù)地質(zhì)

為研究高地應(yīng)力隧道軟巖變形段的施工工藝,本文以新建拉林鐵路拍拉隧道為例,分析了軟巖破碎帶的變形特征,結(jié)合科學(xué)的施工理念,短臺(tái)階開(kāi)挖,快速封閉和適時(shí)襯砌,建立大變形控制流程,有效控制了隧道軟巖變形,從而保證隧道施工質(zhì)量和安全。