隧道工程软弱围岩大变形控制体系分析
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煤系地层软弱围岩隧道大变形施工控制技术煤系地层是道路施工中常见的一种地质类型,在施工中会出现瓦斯燃烧或爆炸、煤燃烧等危险性比较高的情况,而且在施工中还会出现软弱地层隧道大变形的问题,影响施工安全的同时也威胁着施工质量和后期的运营安全。
1.煤系地层软弱围岩大变形的特征分析煤系地层软弱围岩大变形是指围岩在高地应力作用下发生的沉降破坏,隧道围岩稳定性发生改变,围岩应变能被释放,最终导致岩爆现象。
当软弱围岩发生破坏性变化时,就会导致隧道的变形。
煤系地层软弱围岩隧道变形一般分为三个时期,分别是缓慢期、加速期、稳定期。
隧道变形的初期的主要特点是拱顶的沉降量变大,周边收敛变形的现象小,这种情况从开挖时开始,大约在10天的时候趋于稳定。
下台阶开挖后会紧接着出现第二次变形,这次变形会较为明显,变形速度不断加快。
当仰拱封闭后变形进入稳定期,变形的速度变小但仍会整体下沉,初期支护容易在变形状况下混凝土出现裂隙,局部出现脱落现象,在支护结构连接处容易出现外鼓变形现象。
总结隧道变形的主要特征是变形量大、变形速度快、拱脚变形明显、变形时初期支护受到破坏。
2.导致煤系地层软弱围岩隧道变形的原因分析煤系地层软弱围岩隧道变形的原因主要分为内因和外因,内因是地应力及围岩岩性因素,外因是断面尺寸及支护措施因素,下面对其导致变形原因进行具体分析。
2.1地下水软化作用造成软弱围岩隧道变形的原因很多,其中包括地下水对围岩的软化作用。
不同岩性的围岩对水的吸收率不同,其中泥岩的吸水率最大,砂岩次之,砂质泥岩吸水率最差。
围岩吸水性强弱主要与岩石内的主要成分和结构特点有关,岩石的强度受水的软化作用影响,地下水导致围岩体吸水,影响其强度系数和变形参数。
地下水的软化作用降低了煤系地层隧道围岩变形模量和强度,加速了隧道的破坏和变形。
地下水对不同性质的围岩造成的影响不同,吸水率越大的围岩其影响越强,所以地下水对泥岩的影响是最强的。
受到水软化的围岩其强度下降,承载能力不足,很难作为隧道的拱脚材料,初期支护结构也会因其影响而发生变形。
隧道软弱围岩变形施工控制探讨隧道软弱围岩是隧道工程中常见的一种困扰,其变形和塌陷对隧道施工安全和工程质量都有很大影响。
对于软弱围岩的变形施工控制是隧道工程中一个至关重要的环节。
本文将就隧道软弱围岩变形施工控制进行探讨,以期为相关工程提供一些有益的参考和借鉴。
一、软弱围岩的特点软弱围岩是指在地质构造上承受地下水、地表荷载和交通荷载等作用而发生变形和破坏的岩层。
其特点主要包括:1. 地质构造不稳定,容易变形破裂;2. 抗压抗拉能力较弱,易发生压裂和拉裂;3. 水分含量较高,易发生流变变形和蠕变;4. 易破坏、易泥化,容易产生地表沉陷和水土流失。
由于软弱围岩的这些特点,使得隧道施工在软弱围岩中面临着较大的挑战,尤其是在变形控制方面更是如此。
二、软弱围岩变形的原因软弱围岩的变形主要是由于地下水、地表荷载、交通荷载等外力作用,以及地层结构和岩层力学性质的内在因素共同作用所致。
其主要原因包括:1. 重力作用:地下水、地表荷载和交通荷载等作用会给软弱围岩施加压力,导致岩体的变形和破坏;2. 地下水位变化:地下水位的上升和下降会导致软弱围岩的孔隙水压力变化,从而引起岩体的变形;3. 岩层结构:软弱围岩的岩层结构复杂,存在节理、夹层、断层等构造缺陷,易发生拉裂和压裂;4. 岩体力学性质:软弱围岩的抗压抗拉能力较弱,岩体的弹性模量和抗拉强度较低,容易发生流变和蠕变。
综合上述原因来看,软弱围岩的变形是一个综合性的问题,需要在施工过程中进行全面的控制和处理。
三、软弱围岩变形施工控制方法针对软弱围岩的变形问题,隧道工程中通常采取的施工控制方法主要包括预应力锚杆支护、喷射混凝土衬砌、地下冻结墙和隧道衬砌等。
1. 预应力锚杆支护:预应力锚杆支护是一种施工控制软弱围岩变形的有效方法。
通过预应力锚杆的预应力作用,可以有效增加岩体的抗拉强度,抑制围岩的开裂和变形。
预应力锚杆还可以提高软弱围岩的整体稳定性,降低软弱围岩的变形和破坏风险。
隧道软弱围岩变形施工控制探讨1 工程概况该研究选择某隧道工程作为研究对象,其长度为8845m。
隧道施工过程中,选择带有仰拱的曲墙复合式衬砌,配合实施喷锚支护;隧道进出口位置选择碎石铺道,其余隧道选择铺设整体道床。
地质勘察发现,隧道地层以石英云母片岩夹炭质片岩,分析发现,地质底层岩层的节理裂隙发育较好,而且岩层比较柔软,容易出现剥落情况,局部还存在一定的破碎夹层;分析还发现,隧道内围岩破碎,大多数都是炭质片岩,比较松散和破碎,容易出现塌方情况。
2 围岩大变形破坏特征与原因对隧道内部围岩情况进行全面观察和监测,结果显示,隧道内围岩存在较大变形,具体分析其变形特征及其内在原因。
(1)围岩变形严重。
监测结果显示,炭质片岩在隧道施工过程中一个月以内出现严重变化,其中水平收敛达到300~400mm,而拱顶下沉则达到150~200mm。
此外,还要部分炭质片岩部分地段含有丰富炭质,以及丰富的地下水,这种特殊的环境导致炭质片岩的变形非常严重,超出常规。
(2)围岩变形速度较快,而且变形速率很大。
在隧道施工过程中,监测结果显示,围岩每天的收敛达到30~50mm。
不仅如此,监测还发现,随着隧道施工的深入,围岩的变形也进一步加快。
部分地区围岩变形速度更快。
(3)围岩变形时间。
监测结果显示,隧道内部围岩的变形一般会持续很长时间,尤其是实施隧道开挖以后,形成了一个临空面,这种情况下围岩的变形往往持续达到几个月,部分地区实施二衬以后依然存在变形情况。
(4)围岩变形分布存在不均匀不对称的情况。
监测结果显示,隧道内围岩的变化普遍存在左右不对称和不均匀的情况,施工过程中,完成相关的支护措施以后,不同地区围岩的左右变形存在较大差异,分析结果显示,早期围岩的水平收敛速度和变形值明显大于拱顶下沉速度。
(5)蠕变加突变。
监测结果显示,针对隧道的初期支护完成以后,围岩变形虽然趋向平稳缓慢,但是后续各项施工的持续进行进一步加剧了围岩的变形,尤其是各种爆破施工带来的振动,以及其他施工内容,导致支护出现失衡并发生垮塌。
隧道软弱围岩大变形的施工控制技术交通隧道、水工隧道及其它地下工程穿越高地应力区以及遇到软弱围岩体,常导致软岩大变形等相关地质灾害.根据大量文献检索结果显示, 隧道工程围岩大变形已困扰地下工程界的一个重大问题.随着我国隧道工程以及地下工程的迅猛发展,其长大、深埋的特点日趋明显,而在一定的围岩地质和环境地质条件下等则往往易于发生围岩大变形等地质灾害.围岩大变形是一类危害程度大、整治费用高的地质灾害.目前正在施工的兰渝铁路木寨岭隧道也因围岩大变形不得不加强初期支护,增加工程的投入.1、隧道软弱围岩大变形的概述1.1软弱围岩大变形的定义关于围岩大变形,目前还没有形成一致的和明确的定义.有的学者提出根据围岩变形是否超出初期支护的预留变形量来定义大变形,即在隧道施工时,如果初期支护发生了大于25厘米(单线隧道)和 50厘米(双线隧道)的位移,则认为发生了大变形.然而也有的学者认为,不能从变形量的绝对值大小来定义大变形问题,具有显著的变形值是大变形问题的外在表现,其本质是由剪应力产生的岩体的剪切变形发生错动、断裂分离破坏,岩体将向地下空洞方向产生压挤推变形来定义大变形.1.2预防和控制软弱围岩大变形的施工措施要预防和控制隧道施工中软弱围岩的大变形,首先做好超前地质预报,选择相应的安全合理的施工方法和措施.在施工中始终遵循“先治水,管超前,短进尺,弱爆破,强支护,早封闭,勤量测”的21字方针.严格执行施工规范,强化施工工序标准化,依据超前地质预报,指导现场施工,严格支护措施.2、隧道软弱围岩大变形的施工控制技术本文以兰渝铁路木寨岭隧道为例,对隧道软弱围岩变形的形成及控制施工变形技术进行一些探讨.2.1工程概况木寨岭隧道位于甘肃省岷县进内,进出口高程为2549.88米和2390.94米木寨岭隧道为单线双洞隧道,全长19110米.木寨岭隧道地质条件极为复杂,洞身穿越木寨岭高山区,特殊不良地质有湿陷性黄土、滑坡、泥石流、岩堆、炭质板岩及断层.基岩节理、裂隙发育,有11条断层破碎带、3个背斜及2个向斜构造,属高地应力区.为极高风险隧道,是本标段控制性重点工程.气候属于高原性大陆气候,年平均日照时数2214.9小时,年平均气候4.9℃--7.0℃,年平均相对湿度68%,年平均无霜90-120天,年平均降水量596.5毫米,最热7月份平均气温16℃,最冷1月份平均气温-6.9℃.2.2隧道软弱围岩大变形的施工控制技术木寨岭隧道变形控制以支护结构的调整为主,在变形较为典型的7号斜井和正洞开展以拱架调整为主的分阶段支护参数现场试验以及应力释放等试验,并将优化后的支护参数应用于其它斜井施工中.同时,斜井变形段支护参数的优化结果也为正洞支护参数的选择提供了基础.(1)应力释放试验成果前期在7号斜井进行超前大钻孔和超前导洞应力释放试验.超前钻孔试验设计图和试验现场图片试验段与对比段监测数据(2) 正洞台阶法变形控制试验正洞超前导洞扩挖法试验位于正洞右线DYK188+045~ DYK188+075.三台阶法施工图片三台阶施工中台阶变形采用三台阶法施工时,平均拱顶下沉值为67.94米米,最大水平收敛为164.23米米,上、里 程 沉降终值(米米) 平均值(米米)水平收敛终值(米米) 平均值(米米)对比段斜8004951.7 195.06 237.71斜795 62 212.25 斜79044 305.83 超前钻孔试验段斜725 24 26.3 152.93 162.67斜720 29 182.49 斜71526152.58三台阶施工中台阶收敛值相对较大,施工效率约为 1.3米/d.通过台阶变形分析表明,上台阶施工是应力调整的主要阶段,施工中要防止发生上部坍方.在中台阶、下台阶施工过程中要加强锁脚锚杆的施做,仰拱快速闭合是控制变形的关键.各台阶施工变形分布平均比例中台阶开挖前 下台阶开挖前 仰拱开挖前 衬砌前拱顶 32.79% 35.60% 24.16% 7.45% 上台阶拱脚 57.67% 21.93% 16.14% 4.25% 中台阶 57.58% 39.74% 2.86% 下台阶98.34%1.66%(3)支护参数调整优化应用大战沟正洞段右线重庆方向支护参数应用:阶 段 第一阶段 第二阶段 第三阶段第四阶段里程 Dyk187+905~996 Dyk187+996~Dyk188+034 Dyk188+034~125 Dyk188+125~345 围岩情况二叠系下统板岩夹砂岩下统板岩夹砂岩夹灰质板岩二叠系下统板岩夹灰质板岩二叠系下统板岩 支护参数H175型钢拱架,间距0.5米/榀 超前导洞试验段H175型钢拱架,间距0.5米/榀 全环I20b 型钢拱架,间距0.8米 变形量(米米) 平均变形量330米米<160米米<130米米平均变形量345米米木寨岭隧道长度大、地质复杂、断面多,施工中面临的不确定因素多,为确保安全及施工的连续性,通过对木寨岭隧道已施工段落支护、变形进行分析总结,在前期支护参数的基础上,进一步优化木寨岭隧道软岩大变形段支护参数. (4) 工序化注浆的应用根据围岩开挖揭示,预判隧道可能出现变形的,在隧道开挖支护初期预施做注浆锚管.根据变形等级管理情况,当支护变形超过200米米,变形没有趋于收敛的情况下进行径向注浆加固.大战沟正洞右线重庆方向下台阶净空收敛群曲线图5010015020025030035040045050055010-6-1910-7-310-7-1710-7-3110-8-1410-8-2810-9-1110-9-2510-10-910-10-2310-11-610-11-2010-12-410-12-1811-1-111-1-1511-1-2911-2-1211-2-2611-3-1211-3-2611-4-911-4-2311-5-711-5-2111-6-411-6-18时间累计位移/m m第一阶段超前导洞第三阶段第四阶段(5)临时支撑的应用采取工序化注浆加固措施后,变形超过300米米,且仍没有收敛趋势,为了 保证支护结构和施工的安全,架设临时支撑,使变形速率迅速下降,也为初支仰拱施做提供安全保证.同时,二衬仰拱施做完成后,根据二衬施做长度,拆除相应长度的临时支撑,也保证了 初期支护不侵限.通过对以H175、I20b 型钢拱架为主的支护参数在正洞的应用,结合地质条件的变化,适度调整间距;根据变形情况,适时进行工序化注浆、架设横撑等增强措施,保证支护参数的相对稳定性. 3结论:根据木寨岭高地应力炭质板岩特点,从地质预报、爆破优化、开挖、出渣运输、锚喷支护、二次衬砌以及施工组织等方面进行了 分析和总结,施工中遵循“加强支护,及时封闭,初期支护一次到位;杜绝拆换,减少套拱,二次支护适时施作”的原则,加强施工工艺控制,优化施工工法,使其有机结合,达到变形控制,合理组织劳动力,实现三台阶多工作面平行作业,DyK178+050~+040段临时横撑DyK178+020~+010段临时横撑 位移变形曲线图50100150200250300350051015202530354045日期位移(m m )DYK178+080-A DYK178+070-A DYK178+060-A DYK178+080-B DYK178+070-B DYK178+060-B提高了工效率,形成木寨岭高地应力软岩变形段快速施工技术.。
《隧道软弱围岩变形机制与控制技术研究》篇一一、引言在隧道工程中,软弱围岩是一个常见的地质条件,其稳定性差、易变形,对隧道施工安全构成严重威胁。
因此,研究隧道软弱围岩的变形机制与控制技术,对于保障隧道施工安全、提高工程效率具有重要意义。
本文将首先探讨软弱围岩的变形机制,然后重点分析其控制技术的研究现状及未来发展趋势。
二、软弱围岩的变形机制1. 地质条件与围岩特性软弱围岩通常指那些具有低强度、高含水率、易软化等特性的地质材料。
其成因多样,可能与地质构造、气候环境等因素有关。
由于软弱围岩的物理力学性质较差,容易发生变形、破裂等现象。
2. 变形机制分析软弱围岩的变形机制主要包括塑性流动、剪切滑移和挤压破坏等。
在隧道开挖过程中,由于应力重分布和围岩的卸载效应,软弱围岩容易发生塑性流动和剪切滑移,导致隧道失稳和坍塌。
此外,软弱围岩的挤压破坏也是不可忽视的,它可能导致围岩的突然失稳和大规模的变形。
三、软弱围岩控制技术研究1. 支护技术支护技术是控制软弱围岩变形的重要手段。
目前常用的支护方式包括钢拱架支护、锚喷支护等。
这些支护方式可以有效地支撑围岩、分散应力、提高围岩的稳定性。
此外,随着技术的发展,一些新型支护材料和工艺也逐渐应用于软弱围岩的控制中,如复合支护材料和注浆加固技术等。
2. 施工方法针对软弱围岩的施工方法主要有分步开挖法、预加固法等。
分步开挖法通过逐步开挖和支护,控制施工过程中的应力重分布和围岩变形;预加固法则是通过预先对围岩进行加固处理,提高其稳定性,再进行隧道开挖。
这些方法在工程实践中取得了良好的效果。
3. 监测与控制技术为了实时监测软弱围岩的变形情况,工程中常采用地质雷达、光纤监测等先进技术手段。
这些技术可以实时监测围岩的位移、应力变化等数据,为控制技术的实施提供依据。
同时,根据监测数据,可以及时调整支护参数和施工方法,确保隧道施工的安全和稳定。
四、研究现状与展望目前,针对隧道软弱围岩变形机制与控制技术的研究已经取得了一定的成果。
隧道软弱围岩变形施工控制探讨隧道软弱围岩变形是隧道工程施工中比较常见的问题之一,如果不进行有效的控制,将会给工程带来严重的影响。
本文将就隧道软弱围岩变形施工控制进行探讨,并提出几点建议。
一、引起软弱围岩变形的原因1.地质条件:如褶皱山地的地层、断层、滑坡、地震等均可引起土层变形。
2.气象条件:气象条件对软弱地基稳定性的影响非常大。
在大雨、暴风、冰雪等极端气候下,软土会因受到水的浸润和侵蚀而坍塌。
3.地下水位:地下水可以提高土体的孔隙压力,使土体处于所谓的“过饱和”状态,这种情况下地下水对土体稳定性的破坏作用就非常显著。
4.人为原因:如飞机机场、铁路隧道、电缆隧道等工程的施工也会导致地下岩土变形。
1. 建筑物受损:软弱围岩变形会导致地震发生时地基变形,从而对建筑物产生影响,严重甚至导致建筑物崩塌。
2. 道路交通损失:软弱围岩变形会使路基下沉、路面龟裂、变形等问题出现,严重影响道路交通安全。
3. 运输路线受限:因为软弱围岩变形容易导致路面坍塌,所以对运输车辆的限制很大。
1. 采用高级数学模型进行模拟分析,通过模拟分析得出围岩变形的可能程度,以便在实施控制前制定合适的措施。
2. 加强隧道头部的支护,采用更高强度的锚杆或锚索进行锚固,同时加强隧道头部的地下水防渗处理,有效地减小了不良围岩对隧道头部的影响,同时保证了洞口的稳定性。
3. 隧道中部支护应采用宽度适当、高度宜中的支撑方法,采用预制钢格桥、钢及木结构体系和隧道内壁安装支架等技术和措施,增加对隧道封闭繁忙期、火灾灾害及地震灾害等的适应能力。
4. 加强施工监理,严格按照设计文件及施工规范进行施工,防止因质量问题导致隧道软弱围岩失控。
总之,软弱围岩变形是影响隧道工程建设的重要因素之一,需要车站工程师深入研究分析,及时采取措施进行施工控制。
隧道软弱围岩变形施工控制探讨隧道施工是一项复杂且有挑战性的工程,涉及各种地质条件和地形地貌。
隧道软弱围岩变形是隧道施工中常见的问题,会导致隧道的失稳和塌陷。
因此,对于隧道软弱围岩的变形进行有效的控制是非常重要的。
本文将讨论隧道软弱围岩变形施工控制的几个方面。
首先,介绍隧道软弱围岩变形的原因和类型。
然后,探讨如何选择合适的控制方法,包括地质预测和地质处理等。
最后,阐述应该如何建立有效的监测和控制体系,来持续地跟踪和管理隧道施工过程中的变形情况。
隧道软弱围岩变形的原因和类型隧道软弱围岩变形有几种原因,比如地质构造、水文地质、岩性等。
地质构造可能是引起软弱围岩变形的主要原因之一。
如断层、褶皱、岩片等都会造成软弱围岩的变形。
水文条件也是造成软弱围岩变形的一个重要因素。
地下水的压力和沉积物含水层的渗透都可能影响围岩的质量和稳定性。
岩性也会影响围岩的变形,一些类似泥岩和软岩结构比较松散,容易发生压缩、膨胀或采空塌陷等问题。
隧道软弱围岩变形的类型有: 挤压、膨胀、产生裂缝等。
挤压是软弱围岩在隧道施工过程中被挤压变形;膨胀是围岩在水分施工过程中产生的隆起变形。
产生裂缝会使软弱围岩失去强度,进而导致塌陷。
如何选择合适的控制方法为了控制隧道软弱围岩的变形,需要选用合适的控制方法。
在选择控制方法时,需要考虑一系列因素,如地质条件、施工方式和控制效果等方面。
地质预测是确保隧道施工安全的重要步骤。
预测地质条件的变化可以让工程团队准备好相应的措施。
例如,可以使用地震波传播、地球物理勘探等技术法来预测隧道遇到的地质情况。
预测后,可以灵活调整施工方案,以保证施工的正常进行。
地质处理是控制隧道软弱围岩变形的重要措施。
有许多种方法可以处理隧道围岩,如钻孔注浆、集料注浆、冻结法、加固墙等。
不同的地质条件和施工方式需要采用不同的方法。
例如,钻孔注浆和集料注浆适用于软土和黏土地层,冻结法和加固墙适用于较为坚固的地层。
应该如何建立有效的监测和控制体系建立有效的监测和控制体系是持续跟踪和管理隧道施工过程中的变形情况的重要手段。
浅谈隧道软弱围岩变形控制技术引言近年来,我国交通道路建设发展速度很快,隧道施工工程也越来越多,软弱围岩隧道占据着很大一部分。
隧道建设施工中,软弱围岩变形问题突出,对于隧道建设安全性造成威胁,提高了隧道建设成本。
这一问题也是隧道建设研究的热点,如何控制软弱围岩变形,提高隧道工程施工水平,研究人员进行大量的理论分析,并将这些理论应用于实践,本文也对这一问题进行了分析探讨。
一、隧道软弱围岩变形概述隧道软弱围岩指的是整体性较差,强度较低,在一定的压力条件下,由于施工等极易产生失稳破坏的岩体。
按照隧道软弱围岩变形机理可以将变形分为两类。
一类是材料变形,材料变形又可以根据力学性质进一步划分。
一类是结构变形,结构变形的种类很多,围岩结构的不同产生的变形也有差异。
块状围岩发生滚动变形,层状围岩发生滑动变形,软弱围岩的挤压变形等。
隧道软弱围岩变形主要是因为在隧道开掘时围岩应力释放再分布造成的。
在掌子面不断向前移动的同时,围岩应力也随之发生改变,因此软弱围岩的变形与时间和空间的变化相联系,这就是时空效应。
围岩结构不同,随掌子面的推进围岩产生变化量也是不同的。
当围岩结构比较完整并且强度较大时,在隧道挖掘过程中,围岩应力释放速度快,比较容易发生弹性变形,变形量较小,变形时间很短,此时空间上和时间上的变化都难以察觉。
当隧道围岩结构不完整,强度比较差时,在掌子面推进过程中,围岩变形过程缓慢,应力释放速度慢,主要发生弹性与黏性变形,由于变形时间跨度大,所以变形在时间空间上都比较明显。
二、隧道软弱围岩变形特征通过对隧道软弱围岩的监测分析,总结了软弱围岩的一些变形特征。
(1)、掌子面前方变形范围相较于坚固围岩大。
坚固围岩挖进正前方的变形范围基本保持在一倍洞泾之内,在以外的范围内变形量很难察觉,分析时也不用考虑。
软弱围岩前方的变形范围可以达到三四倍洞泾的大小,并且随着掌子面的推进,围岩发生破碎及塌陷,变形会向着深处发展。
软弱围岩掌子面前方变形范围占总变形的比例较大。
隧道软弱围岩变形施工控制探讨隧道施工是一项复杂而又具有一定风险的工程。
在隧道施工中,软弱围岩的变形是一个重要的施工控制难点。
软弱围岩往往会因为地质条件的复杂性以及地下水的影响而导致隧道变形、塌方等问题,给隧道施工带来一定的困难。
对于软弱围岩变形施工控制的探讨,将对隧道施工的安全和效率起到重要的作用。
本文将探讨软弱围岩变形施工控制的相关问题,包括软弱围岩的特点、控制措施及施工过程中的应对方法。
一、软弱围岩的特点软弱围岩是指地质构造较差,岩层稳定性较低的围岩,通常包括泥岩、页岩、煤层等地层。
软弱围岩的主要特点有以下几点:1. 易破裂:软弱围岩的抗压强度较低,易受外力作用而发生破裂。
2. 易变形:软弱围岩在受力作用下容易发生变形,尤其是在地下水的影响下,软弱围岩的变形更加剧烈。
3. 存在地下水:软弱围岩中通常含有较多的地下水,地下水的渗透会加剧围岩的破坏和变形。
软弱围岩的特点使得隧道施工中对其变形进行有效控制成为了一项极具挑战性的任务。
二、软弱围岩变形施工控制措施针对软弱围岩的特点,进行施工控制是十分必要的。
我们可以采取以下措施来控制软弱围岩的变形:1. 地质勘察:在进行隧道施工前,进行详细的地质勘察,了解软弱围岩的分布、构造及地下水情况,为后续的施工控制提供可靠的依据。
2. 加固支护:在软弱围岩区域进行隧道掘进时,可以采用加固支护的方式来控制围岩的变形。
如采用锚杆、喷射混凝土、钢架等支护措施,加强软弱围岩的稳定性。
4. 合理掘进方法:在软弱围岩区域的掘进过程中,采用合理的掘进方法,如适当减小掘进速度、采用交替掘进等方式,避免对软弱围岩施加过大的变形力。
5. 实时监测:在隧道施工过程中,对软弱围岩的变形进行实时监测,一旦发现异常情况,及时采取相应的措施。
通过以上控制措施的实施,可以有效减缓软弱围岩的变形程度,保证隧道施工的安全和顺利进行。
三、施工过程中的应对方法虽然我们已经采取了一系列的控制措施,但在施工过程中,软弱围岩的变形仍然是一个难以完全解决的问题。
软弱围岩隧道大变形机理及控制措施研究摘要: 软弱围岩大变形是隧道修建过程中常见的灾害。
本文结合青峰隧道工程,对软弱围岩隧道大变形施工处治技术进行分析,在分析大变形产生原因的基础上,提出合理的施工方法和处治措施,对软弱围岩隧道施工具有参考意义。
关键词:隧道、处理措施、大变形、软弱围岩Study on Mechanism and Treating Methods of Large Deformation of Tunnel in Soft Surrounding RockAbstract:The large deformationof soft rock tunnelconstructionisa commongeologicaldisasters. Combined with the Qingfeng tunnel, the reasons of large deformation were analysed. Feasible construction methods and techniques for soft rock tunnels are suggested which can be taken for reference by soft rock tunnel construction.Keywords: tunnel; treating methods; large deformation; soft rock1 引言随着我国高速公路的建设的快速发展,在山岭地区修建的公路隧道越来越多,我国在复杂的地质条件下的隧道修建技术也得到了飞速发展。
当隧道穿越高地应力、浅埋偏压区域以及软弱破碎围岩体时,易产生围岩大变形等相关地质灾害。
大变形的危害程度大,处治费用高且方法复杂,因此,针对实际工程准确分析大变形发生的机理,控制变形的进一步扩大,采取合适的处理方案解决初期支护变形过大的问题就显得尤为重要。
隧道软弱围岩变形施工控制探讨
隧道的软弱围岩变形施工控制是隧道工程设计和施工过程中一个非常重要的环节。
隧道在施工过程中,由于受到地下水、地质构造、围岩力学性质等多种因素的影响,围岩往往容易发生变形和破坏。
如果不加以控制,会对隧道工程的安全和施工的连续性产生很大的影响。
软弱围岩是指围岩的岩性较差,力学性质较差的一种状态。
软弱围岩的主要特点是围岩的强度低、可塑性大、易变形。
在隧道施工中,软弱围岩往往是引起围岩变形的主要原因。
为了探讨隧道软弱围岩变形施工的控制方法,可以从以下几个方面进行探讨:
1. 隧道围岩勘察和设计:在隧道施工前,需要对勘察区域的围岩进行详细的勘察和分析,包括地质构造、地下水位、围岩岩性、围岩的力学性质等。
根据勘察结果,进行隧道的设计和施工方案的确定。
2. 指导支护措施的选择:根据勘察结果和隧道设计方案,确定合理的支护方案,包括锚杆支护、喷射混凝土支护、钢筋混凝土涂层等。
还要考虑支护措施的可行性和经济性。
3. 施工过程的控制:在施工过程中,需要对软弱围岩的变形进行实时监测和控制。
可以使用应力监测设备、位移监测设备等对软弱围岩的变形进行监测,及时判断围岩的稳定性,并采取相应的措施进行加固。
4. 施工方案的优化:根据实际施工情况,对施工方案进行调整和优化。
及时发现和解决施工中出现的问题,避免对围岩的过度破坏和变形。
隧道软弱围岩变形施工控制探讨【摘要】隧道施工中,软弱围岩的变形控制一直是一个重要的技术难题。
本文从软弱围岩的特点入手,分析了其在隧道施工中的影响,研究了其变形规律,探讨了影响软弱围岩变形的因素。
针对这些问题,本文提出了一些施工控制方法,并通过实例分析验证其有效性。
最后结合实践经验总结出本文的主要研究内容,指出未来研究方向。
通过本文的研究,可以为隧道施工中软弱围岩的变形控制提供一定的参考和指导,有助于提高隧道工程施工质量和效率。
【关键词】隧道、软弱围岩、变形、施工控制、研究、影响因素、方法探讨、实例分析、结论、未来研究、隧道工程1. 引言1.1 研究背景隧道施工是现代地下工程建设的重要组成部分,而软弱围岩在隧道开挖过程中往往会导致严重的变形和破坏。
软弱围岩的变形不仅会影响隧道的安全性和稳定性,还会导致施工进度延误和成本增加。
对隧道软弱围岩的变形进行有效控制是隧道工程中亟待解决的问题之一。
隧道软弱围岩的变形主要表现为岩体开裂、弯曲和褶皱等现象,其发展过程复杂且难以预测。
目前,对于软弱围岩变形规律和影响因素的研究仍存在一定的局限性,需要进一步深入探讨。
本文旨在通过对隧道软弱围岩特点、变形规律和影响因素的分析,结合施工控制方法的探讨,为提高隧道工程施工质量和效率提供理论支持。
通过对实例的分析,进一步验证施工控制方法的有效性,为隧道工程的设计和施工提供参考依据。
1.2 研究目的隧道软弱围岩的变形施工控制是隧道工程领域中的一个重要问题。
本文旨在通过对隧道软弱围岩变形规律和影响因素进行深入分析,探讨有效的施工控制方法,为隧道工程的施工提供可靠的技术支持。
研究目的包括以下几个方面:1. 分析隧道软弱围岩的特点,了解其物理力学性质,为后续研究提供基础。
2. 研究隧道软弱围岩的变形规律,探讨其变形过程及特点,为施工控制提供理论依据。
3. 分析影响隧道软弱围岩变形的因素,包括地质条件、构造形态、地下水等因素,为施工控制提供指导。
浅谈铁路隧道软弱围岩变形控制摘要:简要总结了大断面铁路隧道软弱围岩施工时容易出现初期支护大变形,仰拱和衬砌面开裂等病害,易出现大坍塌,严重影响工程施工质量和进度,给施工安全和成本带来巨大压力。
经现场实践和综合分析,出现大断面铁路大变形主要原因为:围岩垂直荷载大,存在偏压,围岩压力未得到有效释放,支护刚度不足。
因此积极与设计方沟通,优化设计方案,调整支护参数,综合运用超前地质预报、监控量测信息平台、三维激光扫描仪等手段,开展QC攻关和科研工作,减少初期支护变形,确保施工安全。
关键词:软弱围岩初期支护大变形、压力释放、减少变形1、工程概况长岗岭隧道位于湖北省宜昌市夷陵区和兴山县境内,进口位于下堡坪乡磨坪村,出口位于水月寺镇南对河村。
进口里程DK53+900,出口里程DK67+651,隧道全长13751M,隧道埋深最大640M,隧道进口接长岗岭大桥,出口接南对河中桥。
隧道平面DK54+343.097~DK59+867.617位于左偏曲线上DK65+958.593~DK69+395.227位于左偏曲线上,其余段均位于直线上。
隧道纵面DK53+900(隧道进口)~DK55+200段(1300M)为6‰的上坡,DK55+200~DK60+250(5050M)为15‰的上坡,DK60+250~DK67+651(隧道出口)(7401M)为-9.8‰的下坡。
隧址区以中低山区为主,地势起伏较大,局部地形陡峭,长岗岭隧道长13751M,属于长大隧道,也是本标段工期控制的隧道。
工程地质复杂,存在危岩落石、高地应力等不良地质。
技术标准高,对隧道的强度、刚度、耐久性、稳定性要求严格。
2、减少和控制初期支护变形的措施2.1.充分利用超前地质预报等信息化手段运用地质素描、TSP隧道地震探测仪、地质雷达、超前水平钻对掌子面前方围岩进行预判,为后续施工提供依据,软弱围岩段落采用四种方式进行相互验证,对前方岩体较详细的揭示,对设计情况进行复核,为下步施工决策提供基础数据,做到有的放矢。
隧道软弱围岩变形施工控制探讨一、引言随着城市化建设的不断推进,地下空间利用的需求日益增加,隧道建设也变得越来越重要。
而隧道软弱围岩的变形施工控制一直是隧道工程中的重要问题。
软弱围岩在隧道开挖过程中容易发生变形和破坏,给隧道施工带来了安全隐患和施工困难。
对隧道软弱围岩的变形施工控制进行深入探讨,对于提高隧道施工的安全性和效率具有重要意义。
二、软弱围岩的特点软弱围岩通常指的是岩石的抗压强度较低、岩石含水量较高、易发生变形和破坏的岩层。
软弱围岩的主要特点包括以下几个方面:1. 抗压强度较低:软弱围岩的抗压强度一般较低,处于一定的应力条件下容易发生挤压和破坏。
2. 含水量较高:软弱围岩中通常含有较高的地下水,地下水的作用会导致软弱围岩的稳定性降低,容易发生变形和滑坡等现象。
3. 易发生变形和破坏:软弱围岩在受力条件下容易出现变形、裂隙和位移等现象,给隧道施工和使用带来了诸多问题。
软弱围岩的特点决定了在隧道施工过程中需要对软弱围岩的变形进行有效控制,以保障隧道的安全施工和使用。
三、软弱围岩的变形机理软弱围岩在隧道施工中往往会发生较大的变形,其变形机理主要包括以下几个方面:1. 地下水的作用:软弱围岩中的地下水是软弱围岩变形的主要因素之一。
地下水对软弱围岩的稳定性有一定的影响,地下水的作用会导致软弱围岩的孔隙水压增大,引起软弱围岩的变形和位移。
2. 围岩自重和地应力的作用:隧道施工过程中,围岩自重和地应力的变化也会影响软弱围岩的稳定性。
当围岩自重和地应力变化较大时,软弱围岩容易发生变形和位移。
3. 地震和地表荷载的作用:软弱围岩在地震和地表荷载的作用下也容易发生变形和破坏。
地震和地表荷载的作用会导致软弱围岩的应力分布发生变化,引起软弱围岩的变形和破坏。
针对软弱围岩的特点和变形机理,可以采取一系列措施来进行变形施工控制,以保隧道施工的安全性和效率。
具体的方法包括以下几个方面:1. 地质勘察和预测:在隧道施工前,需要对软弱围岩的地质情况进行充分的勘察和预测。
隧道软弱围岩变形施工控制探讨隧道施工中,软弱围岩是一种常见的地质条件,它具有不稳定性、易变形的特点,给隧道施工带来了很大的技术难度。
因此,针对软弱围岩变形的施工控制是关键的问题之一。
本文将从地质条件、隧道施工方式、支护形式等方面探讨软弱围岩变形施工控制的方法。
1. 地质条件的影响软弱围岩变形的施工控制首先需要对地质条件进行充分了解和分析。
软弱围岩会对隧道的稳定性和安全性造成威胁。
因此,在施工之前,必须对地质条件进行充分的勘探和分析,例如,通过砂土试验、钻孔、地震勘探等方式,了解地质构造、稳定性等情况,提前发现软弱层的存在,以便采取相应的措施。
2. 施工方式的选择针对软弱围岩变形的施工控制,合理的施工方式的选择是至关重要的。
目前常见的隧道施工方式主要有两种:盾构法和掘进法。
在软弱围岩地质条件下,掘进法更适合,因为在掘进过程中可以根据实际情况随时调整施工参数,采取相应的对策。
在掘进过程中,要对开挖界限和顶部降落进行控制,规范施工过程,确保施工的安全性和稳定性。
3. 支护形式的选择针对软弱围岩变形的施工控制,选择合适的支护形式同样是非常重要的。
常用的支护形式有钢筋混凝土喷射支护、钢带网喷射支护、压裂注浆支护等。
这些支护形式都有其适用的地质条件和施工场景。
例如,喷射支护适用于软土等易塌方,而压裂注浆支护适用于断层带等地质构造不稳定的情况。
在施工中,要根据实际情况选择最适合的支护形式,以确保施工的顺利进行。
4. 监测与控制在隧道施工过程中,对隧道围岩的变形情况进行实时监测,及时采取措施进行调整,特别是对于软弱围岩,监测变形情况更加关键。
监测手段有很多种,可以采用测量仪器进行围岩位移监测,比如说倾斜仪、水平仪、位移计等等。
同时,为了防止漏报和误报,监测数据要经过专业技术人员处理和分析,及时给出调整建议。
隧道工程软弱围岩大变形控制体系分析【摘要】21世纪可谓是地下工程和隧道工程突飞猛进发展的时代,世界各国不断的开发利用地下空间进行城市地铁、水利水电工程以及交通运输的建设。
当今时代隧道工程已经进入了快速发展的阶段,我国的隧道工程也在不断的发展,随着青藏铁路、南水北调工程、海底隧道工程的建设,我国在隧道工程的研究方面已经处于世界的前列,但是,越来越多的挑战也是我国隧道工程必须积极面对的,例如对隧道工程软弱围岩大变形控制体系的研究方面。
本文针对隧道工程软弱围岩大变形控制体系进行了分析研究。
【关键词】隧道工程;软弱围岩;大变形;控制体系分析
1 前言
近年来,随着西部大开发的逐步推进以及中国基础建设事业蓬勃迅速的发展,中国的地下工程、铁路工程、公路工程正在突飞猛进的发展,长大、深埋的隧道工程越来越多。
当隧道遇到软弱围岩体或必须穿越高低应力区的时候,软弱围岩大变形等严重的地质灾害时常发生,如何有效合理的控制与防治隧道软弱围岩大变形已经成为当今一项重要的课题。
2 隧道工程软弱岩大变形的类型
通过对围岩变形机制的深入研究,再结合受控条件将隧道围岩大变形分为三大类,即受围岩岩性控制、受围岩结构构造控制、人工开采扰动影响。
2.1 受围岩的岩性控制
软弱围岩类型主要有:具有膨胀性的软岩、泥灰岩、砂质泥岩和泥质页岩等,此类型围岩一般来说可以保持其原有的结构。
然而,当围岩受到高应力时,其岩体就会出现塑性变形或流动现象,有时甚至会受到地下水的作用则会出现岩体软化流动现象。
如果在围岩内存在大量膨胀性矿物质,极易出现膨胀变形。
由此看来,我们可以结合围岩各种结构面的发育特点,把软弱围岩分成多个类型,例如:膨胀性软弱岩、层状软弱型、均质软弱型等。
弯曲变形、塑性流动为主要的围岩变形破坏模式。
2.2 受岩体结构控制分析
一般来说,围岩变形发生在受浅表生改造与受构造改造类型的岩体内。
由于不同类型的岩体其结构形成机制也是有很大区别的,我们可以将其分为两大类,即浅表生该中心与构造改造型。
然而,由于改造的程度不一致,又可以把受岩体结构进行深入划分,碎块状结构型与块裂状结构两大类型。
2.2.1 浅表生改造型
受浅表生改造作用的巨大影响,当近地表岩体达到一定深度时,围岩会受来自侧向与垂向卸荷的影响,尽管围岩会被改造,但是,有时围岩会出现破碎现象,由于改造程度的不同,其破碎程度也是有很大不同的。
一般来说,根据破碎程度将其分为两种类型,即碎块状结构和块裂状结构。
如果受浅表生作用影响,那么围岩就会被改造成块状型。
一直以来,围岩都发生在不断的改造过程中。
另外,受侧向卸荷的影响,使岩体会发生移动,围岩就会形成另外一个新
结构面,这时,地应力也是非常集中的。
浅表生改造型大变形的特点主要包含以两点:一方面,围岩受浅表生改造影响,不会产生非常大的地应力。
然而,在岩体局部地应力是比较集中。
另一方面,由于破碎围岩的大变形会在地表发生移动,而且表现为散体结构。
由于这些结构没有支护保护,这样一来,便会逐渐的积累,进一步扩大围岩的松动圈,以至于会产生更大的变形,因此,围岩发生的变形会始终贯穿在地表形成过程中。
2.2.2 构造改造型
通常情况下,围岩体表现出非常坚硬的特性,也可以说,围岩的结构特点能够影响围岩的强度,如果围岩应力较大,那么围岩会发生形变。
然而,如果在围岩应力差偏大,同时压力减小的情况下,会使围岩的结构面产生不定向的滑移,这样一来,会使围岩的强度大大降低,另外,其具有的结构流变的特征也显著的表现出来了。
累进性和渐进性发展为围岩变形破坏演化机制的特点,结构流变、塑性楔体挤出等现象为其变形破坏模式的表现。
2.3 受人工采掘扰动控制
由于采煤活动而在煤层采空区形成的变形就是所谓的人工扰动影响。
如果一定要经过采空区,那么,由于采空区的岩体发生移动、变形等而使隧道衬砌结构发生变化。
然而,我们可以结合隧道和采空区岩层的方向将其分成两大形态,即:水平型、倾斜性。
3 围岩大变形的机理
围岩发生变形这主要是因为围岩的性质所决定的,主要包含岩
体的结构特点、岩性。
另外,围岩的环境条件主要有水资源分布、地应力等内容,这样一来,也会导致围岩发生变形。
除此之外,围岩变形和支护措施也有紧密的联系。
我们通过大量实验将围岩大变形的机理分成多个方面进行讨论:
3.1 软岩的塑流
受隧道工程的开挖影响,会适当的调整围岩的应力,这样一来,变会使围岩出现扩容的现象,其中,岩体的结构面呈现闭合状态,由于扩容的影响,从而使岩体发生移动,导致岩体发生破裂。
如果同时改变岩体的强度与应力状态,那么地下水就会出现软化与渗流的现象,从而使围岩发生塑性流动,进一步增大围岩的收敛位移。
例如:鹧鸪山隧道工程的地下水渗出,从而使工程的边墙内鼓,可以说软弱围岩的塑流就是因应力强度较大而引起的。
3.2 软岩的膨胀变形
膨胀性岩石、应力和水是岩石发生膨胀现象的必要条件。
膨胀性岩石中具有大量的片状膨胀性矿物,包括高岭石、绿泥石和蒙脱石等。
若地下工程处于膨胀岩地区,径向应力由于开挖卸荷的影响而大大降低,若没有支护的条件下,也就是在洞壁附近,围岩膨胀的应力条件就得到了满足;除此之外,由于爆破作用而使裂隙产生、发生张开滑移的原有裂隙、由于应力调整造成了新裂隙生产,所有这些裂隙都是水进入围岩内部的渠道。
同时受这两方面的影响,很快就会出现膨胀变形,从而使支护上的荷载大大增大。
3.3 对围岩板梁的弯曲变形分析
假设地下洞室处于层状岩体中,那么弯曲可以解释其变形破坏机制。
尤其是在高地应力地段,如果使荷载减小,那么岩体出现弯曲变形的几率会更大,情况严重的可能会彻底破坏围岩。
除此之外,洞壁切向应力的增加和径向应力的减小等都会使层状岩体发生挠
曲变形,这是在纵弯或横弯作用下以板的方式发生的。
由于洞室开挖的影响,会使应力重新分布,从而导致层状岩体发生了弯曲,而且也会使洞壁在侧向产生一定的变形。
然而,对于洞顶与板底来说,由于水平应力的影响,会在垂直方向上发生弯曲,最终导致了底鼓和压顶现象。
3.4 塑性楔体
既有结构面受到节理化岩体塑性变形的影响出现了滑移面。
然而,这些滑移面能够在洞室围岩空间中形成塑性楔体,除此之外,还可以深入向洞内剪切滑移。
这主要是因为侧压力系数与主应力方向有很大的不同,在洞周不同的部位可以出现塑性楔体,最终破坏了支护结构以及这些部位围岩。
3.5 结构性流变
对于很多地下工程,特别是开挖的地下洞室处在高地应力裂隙化岩体中,根据长期的检测资料对围岩大变形特征的研究发现,洞室自开挖开始的几个月或者几年内,随着时间的变化围岩的应力分布和变形也发生着不断的变化,其表现出来的时间效应特征是非常明显的,结构性流变围岩的最主要特征就是时间效应。
3.6 累进松脱扩展
现如今,大多数的岩体处于浅表生改造地段,而且这些岩体极易受浅表生作用而发生改造,这些围岩表现的非常破碎,但是,地应力仍存在于围岩之中。
在这类围岩中进行隧道施工,松动圈累进性扩展现象常会表现在这类围岩的变形破坏中,尤其是采用的支护措施不合理、不及时等,都有可能会发生较大的变形。
3.7 差异性松脱
可以说,移动变形体下部极易受地表浅表生的影响。
如果在此地段进行隧道工程,那么就会释放较大的围岩应力。
围岩变形发生破坏的速度是非常快的,并且能到达地表。