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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1,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、数值模拟和现场实验等多种手段进行了综合研究,形成了对高地应力煤系软岩地层隧道围岩大变形合理控制施工和支护的关键技术,工程试验和实践表明,该方案取得了有效控制围岩大变形的良好效果.关键词:软弱地层;高地应力;大变形;控制技术中图分类号:U455.2;TU443 文献标志码:AStudy on controlling large deformation of weak host rocktunnel under high ground stressWAN G Yonghong 1,QI Wenbiao 2(1.T unnel and U nderg round Eng ineering Research Center of M inistry of Education,Beijing Jiaotong U niversity ,Beijing 100044,China;2.Jilin Province Water R esource and Hydropower Consultative Company,Chang chun Jilin 130021,China)Abstract:For the difficult problems and large deformation of tunneling in the w eak rocks of coal mea -sures strata under complex high ground stress,various methods,such as the theoretical analysis,nu -merical simulation and w e field experiment were used to conduct the comprehensive research,and we formed a key technology of controlling the deformation by effective operation and support measures.T he practice and experiments show ed that a good result of control the large deformation had been m ade by using the key technology.Key words:w eak strata;hig h g round stress;larg e deformation;control technology 收稿日期:2012-12-27基金项目:科技部国际合作项目资助(C09B400010);北京市自然基金资助项目(C09E300020);国家/9730计划项目资助(2009CB100021);中央高校基本科研业务费专项资金资助(2011JBZ008)作者简介:王永红(1958)),男,山东青岛人,教授,博士,博士生导师.研究方向为隧道、地下工程与岩土工程.email:yonghongw @.软岩地区,尤其是高地应力煤系软岩地层隧道的修建一直是国内外隧道、矿山和地下工程中亟待解决的重大难题[1].这些地下工程在高应力区穿越软弱围岩时,会遇到围岩变形大和变形速度快,甚至发生坍塌等一系列难以处理的相关地质灾害,严重威胁了工程安全,影响了工程质量,制约了工程工期.随着我国西部大开发及新一轮大规模基础建设和能源开发的推进,这一问题显的尤为突出.究其原因,主要是对高地应力软岩地层隧道围岩变形机理、发展演化规律和制约因素等认识不足,必然导致控制技术与施工措施缺乏有效地针对性[1-5].结合高地应力煤系软岩地层隧道工程,针对施工出现的一系列工程难题和挑战.在对高地应力煤系软岩地层大变形作用机理和影响因素进行分析的基础上,运用有限元法及现场实验和监测,提出了合理有效的控制原则,论证了不同施工方案、支护结构对软弱围岩的控制作用和效果,并提出了合理的施工工序、支护系统、支护强度和时机等控制工艺,实第37卷第1期2013年2月北 京 交 通 大 学 学 报JOU RN AL O F BEIJIN G JIAOT O NG U N IV ERSI T YV ol.37N o.1Feb.2013施了对高地应力煤系软岩地层隧道的大变形控制的关键施工技术研究,有效的解决了工程难题.1工程特点及难点111工程概况及地质条件某隧道是全线三大控制性工程之一,具有工程量大、施工任务重、安全风险高、质量要求严的特点.工程地质条件复杂,以Ô、Õ级围岩为主,穿越煤层采空区、高瓦斯、断层破碎带、膨胀土等地段,地下渗水量大,最大涌水为800m3/h.其中495m凝灰岩大变形、470m煤系地质软弱段施工难度更是隧道施工领域之罕见,为全线控制性工程,被明确为极高风险工程.掌子面岩性为煤系地层,凝灰岩,局部夹玄武岩,全风化凝灰岩,偶见凝灰岩呈团块状分布.玄武岩强风化,极破碎,局部呈粉末状.受接触带影响,段内围岩破碎呈泥状,岩质软硬不均,遇水易软化.通过现场实测,获得了隧道大变形区域内的地应力、隧道围岩的膨胀性、强度指标和岩石矿化学成分.其中:¹实测区域内最大主应力为6187M Pa,与线路夹角大;º对凝灰岩进行岩石膨胀性试验,判定为强膨胀岩(土),测试分析膨胀荷载约为0135MPa;»岩石天然单轴抗压强度约为1M Pa,岩石强度应力比为0115,属极高地应力状态.112工程难点由于极为复杂的地质和工程条件,导致了在施工期间多次发生初支变形开裂、大量级的急剧变形、坍方和侵限现象,施工中局部变形最大累计量高达100cm.还有的在衬砌施工一年后发生拱墙衬砌开裂,隧底仰拱结构变形隆起,严重影响了施工的正常进展和工程质量,给隧道运营带来了隐患.施工初期凝灰岩出露地段支护变形具有以下特点:¹凝灰岩出露范围越大,洞壁越不稳定,支护变形越大;º有地下水时,凝灰岩风化程度越严重,围岩压力越大,支护变形越大;»越是靠近构造附近的凝灰岩地段.如木嘎断层附近的凝灰岩地段,支护变形越严重,有些地段进行加强处理后变形得到控制,但1号斜井工区掌子面逐渐靠近两套地层接触带时虽对支护不断加强,但仍出现大变形.其变形特征为台阶跳跃、初期支护封闭成环后变形继续发展,距掌子面115~2倍洞径(从时间上开挖初支后30 ~35d)处;变形表现形式为混凝土开裂、掉块;型钢钢架局部出现外突、扭(压)曲、折断现象;连接钢板螺栓剪切破坏;初期支护变形侵限严重,两板衬砌出现45度斜向裂缝.主要变形位置在边墙以上215m 及515m两个位置.同时,与正洞变形段对应的平导也出现大变形,边墙内移、底部隆起,随着正洞掌子面的推进,平导支护变形进一步加剧.平导11横洞进入正洞(DIK306+073)施工时,在交叉口附近挑顶时发生大坍方,后采用混凝土回填封闭.2大变形机理与影响因素分析211大变形机理分析在工程应力场作用下能发生显著塑性变形破坏的工程岩体均属于工程软岩的范畴[2].软弱围岩大变形从成因可分为松动型、膨胀型和挤压型三类,或者是物化膨胀型、应力扩容型和结构变形型,而在高地应力条件下往往发生挤压式大变形[3],各种变形力学机制有其独特的特征性矿物、力学作用、结构特点和破坏特征.在本工程实际中,属于三种以上变形力学机制的复合作用的/并发症0和/综合症0,呈现出变形量大和台阶式蠕变的特点.212大变形因素分析1)强度应力比低.区域最大主应力为6187 M Pa,与线路走向大角度相交,强度应力比为0115,属低强度应力比状态.地应力(尤其是高地应力)是地下工程稳定性的重要影响、控制和制约因素[4].2)煤系软岩地层中凝灰岩的存在.凝灰岩具有随机性出露,范围大小无规律性,具有膨胀性,岩体强度低、遇水极易软化.3)地质环境复杂.该段所处地质环境较为复杂,紧邻两地层不整合接触带附近,位于木戛断层与上土木断层挤压夹持带内;地下渗水量丰富,岩体受构造和地下水影响严重,围岩稳定性极差.4)不整合接触带.本工程段隧道与两条不整合接触带小角度相交,引起隧道通过不整合接触带地段较长,导致隧(巷)道发生较大范围的大变形.3大变形控制试验工程311大变形控制原则针对高地应力煤系软岩地层变形特点,制定了高应力大变形控制原则.1)宁强勿弱.施工初期,按一般大变形原则处理,遵循/先放后抗、及时封闭0的原则,但工程中难以实现,一放就垮、一放就变.通过对软岩大变形的逐步认识,采用/以抗为主0的原则.2)宁补勿坼.采取扩挖和反复支护直至成型的措施,需要拆除顶替已经承载的支护构件和对围岩的多次扰动,这是地下工程施工的大忌.3)动态信息化施工.对围岩和支护系统进行及17第1期王永红等:高地应力煤系软岩地层隧道大变形控制研究时量测、及时反馈和及时修正的动态信息化施工,有效和及时控制软岩大变形.现场布设了3个试验段,通过试验,最终确定了未开挖段的支护参数及工法,并完成有关变更设计.312 大变形结构控制工艺针对原设计方案和修改后拟采用方案,分别进行数值计算,了解不同施工方案下地面和结构物的变形状况,从而选择合理施工方案.根据数值分析结果对结构物的安全性做评价,并有针对性地提出整体采用双侧壁导坑法+扩大预留变形量+超前中管棚+H175型钢钢架+边墙长锚索、小导管+仰拱锚杆+加强型二衬的支护方式的大变形结构控制工艺.计算结果如图1和图2所示,表明围岩与初支共同变形13cm 时施作二衬,由初支及二衬能够共同抵抗围岩变形.图1 围岩位移云图Fig.1 Displacement nephog ram of hostrock(a)弯矩云图(b)轴力云图图2 二次衬砌云图Fig.2 Nephogram of secondary lining根据内力计算结果(表1),其弯矩、轴力和剪力是满足强度要求的,并且具有较高的安全系数,二次衬砌仅需构造配筋(4ª18主筋)即可.考虑到高地应力区域应力释放的不确定性、持久性、凝灰岩软化、膨胀力等复杂的地质因素,对二衬进行了加强,采用厚度为55cm 钢筋混凝土,主筋为5ª25.经计算分析当围岩和初支共同变形13cm 左右时,施做二次衬砌(厚度为55cm 、配筋为5ª25)是安全的.初期支护完成30d 后,拱顶下沉累计约13cm,边墙水平收敛累计约28cm,拱顶下沉1165mm /d,边墙收敛2132mm/d,此时未完全收敛.若待初期支护完全收敛后再施作二次衬砌,变形长期累计势必会侵入二衬净空,初期支护变形过大可能会导致其失效甚至拆换,故考虑及时施作二次衬砌,让初期支护和二次衬砌共同作用抵抗围岩压力.数值分析结果可知,当初期支护边墙单侧变形13cm 后,尽早施作二衬来抵抗围岩变形,设计采用的二衬可满足其受力条件要求,并具有较大安全储备.表1 内力计算结果表T ab.1 Calculat ion results of inter nal forces点位弯矩/(kN #m)轴力/k N 剪力/kN 受力状态安全系数拱顶2914-61104014小偏心受压217拱腰3116-58101016小偏心受压218拱脚115-52401412小偏心受压219边墙底249-4550182小偏心受压310仰拱底111-45309116小偏心受压316313 大变形施工控制工艺围岩的承载能力和破坏过程都是时间的函数,是可以加以利用和可控的[5].在软岩地层中开挖隧(巷)道,随着开挖面向前推进,过程中的空间约束效应和洞室开挖后围岩应力释放不是在瞬间完成,而是受到开挖面的约束影响.在顾及开挖面空间约束效应的同时,还需要考虑深埋软岩流变的时效特性[6],应尽可能地减少对岩体初始应力状态的扰动,从而使围岩处于相对稳定状态,这对软岩大变形的控制是非常重要的.分析开挖面向前推进的时空动态效应过程,确定合理的开挖形式、断面和循环进尺,从而达到保护和提高围岩承载力的目的.因此,当本工程施工稳定性较好时,采用台阶法施工;当凝灰岩出露较多、掌子面稳定性较差时,采用双侧壁导坑法,小断面分部开挖,导洞先行,步步成环,减少了围岩的整体破坏,提高了围岩的承载强度.由表2所示,台阶法在凝灰岩出露较多地段,地层适应性差,锚索作用不能尽早发挥;而双侧壁能有效控制变形、克服台阶性释放特点,可靠度较高,但工序较多、进度较慢.18北 京 交 通 大 学 学 报 第37卷表2施工方法对比表T ab.2Compare for the cutting cm 施工方法支护形式控制理念拱顶下沉水平位移施工方法比较台阶法双层支护先放后抗1620优点:变形较小;缺点:二层支护时机不易把握,锚索作用晚,台阶性释放明显、开挖支护量大台阶法单层支护以抗为主2024优点:施工较快;缺点:变形较大不易控制,锚索作用晚,台阶性释放明显双侧壁双层支护分部开挖以抗为主89优点:步步成环、变形最小、克服台阶性释放特点、锚索作用早;缺点:工序多、进度慢314大变形支护控制工艺根据软岩围岩的变形机理,软岩巷道实现有效支护的要点在于围岩与支护在强度、刚度和结构上的协调,其工艺形式为有效的支护方式、合理的支护强度和适宜的支护时间.工程中采用了一系列系统支护方式,如图3所示.¹加强型系统支护:仰拱系统锚杆、边墙锚索和边墙小导管注浆.º钢架及超前支护:单层H175型钢钢架(016m间距)+超前ª76中管棚.»加强型二衬:全环55cm厚钢筋混凝土,5ª25主筋.¼加强型系统支护:仰拱系统锚杆、边墙锚索和边墙小导管注浆.½钢架及超前支护:单层H175型钢钢架(016m间距)+超前ª76中管棚.初支的及时性使得尚未达到整体破坏的围岩及时得到径向抗力,而系统支护的强度要能足以抵抗围岩的破坏进程.如在凝灰岩地区,对钢架支护进行强度加强,从格栅钢架逐渐加强到I20b型钢钢架,纵向间距从112m加密到016m.对超前支护的类型及长度进行调整,分别采用超前小导管、超前中管棚或超前大管棚支护,以抑制前期变形,保证隧道开挖时掌子面的稳定.对二衬强度和施做时机分析表明(表3),当围岩和初支共同变形13cm左右时,施做加强二次衬砌(厚度为55cm、配筋为5ª25)是安全的.图3系统支护图Fig.3Systematic support system表3复合衬砌系统支护参数表T ab.3Parameters of systematic support for composite lining复合类型衬砌围岩变形喷混凝土ª8@ª8钢筋网部位变形量/cm部位厚度/cm部位间距/cm系统支护类型部位环距/m纵距/m长度/mÕ级加强拱墙15全环25全环25锚杆拱部0180164锚杆仰拱1120164小导管边墙0181124锚索边墙0181128315大变形控制效果与监测对DIK306+080和DIK306+090两个实验断面分别进行了长达276d的拱顶下沉和边墙水平收敛的监测如图4和图5所示.在DIK306+090断面,二衬拱顶下沉累计变形018mm,平均变形速率为01013mm/d,现已稳定;拱腰处水平收敛累计变形1163mm,平均变形速率为01026mm/d,现已稳定;边墙处水平收敛累计变形1174mm,平均变形速率为01028m m/d.在DIK306+080断面,二衬拱顶下沉累计变形015mm,平均变形速率为01017mm/d,现已稳定;图4拱顶下沉曲线图F ig.4Curves of subsidence in arch拱腰处水平收敛累计变形1142mm,平均变形速率为01023mm/d,现已稳定;边墙处水平收敛累计变19第1期王永红等:高地应力煤系软岩地层隧道大变形控制研究图5边墙水平收敛图Fig.5Curves of later al shrinkage in wall形1192mm,平均变形速率为0103mm/d,现已稳定.两个实验断面都显示二次衬砌施作30d后基本趋于稳定,表明取得了工程高地应力煤系软岩地层隧(巷)道围岩大变形的良好控制效果.4结论1)高地应力煤系软岩地层大变形问题,是物化膨胀型、应力扩容型和结构变形型3种以上变形力学机制复合作用的结果.2)宁强勿弱、宁补勿坼和动态信息化施工是有效及时控制高地应力煤系软岩大变形的原则.3)采用双侧壁导坑法+扩大预留变形量+超前中管棚+H175型钢钢架+边墙长锚索、小导管+仰拱锚杆+加强型二衬的支护方式的大变形控制工艺是合理有效的.4)台阶法对此凝灰岩地层适应性差,锚索作用不能尽早发挥;而双侧壁能有效控制变形和克服台阶性释放,但工序多,速度慢.5)有效的支护方式、合理的支护强度和适宜的支护时间,是控制高地应力煤系软岩地层大变形的关键措施.当围岩和初支共同变形13cm左右时,施做加强二次衬砌(厚度为55cm、配筋为5ª25)是安全的.参考文献(References):[1]王其胜,李夕兵,李地元.深井软岩巷道围岩变形特征及支护参数的确定[J].煤炭学报,2008,33(4):364-367.WA NG Q isheng,L I Xibing,L I Diyuan.Surrounding rock deformation properties and determination of support param-eters of soft rock ro adway in deep mine[J].Journal o f Co al Society,2008,33(4):364-367.(in Chinese)[2]何满潮.软岩工程力学理论与实践[C]//王思敬.中国岩石力学与工程世纪成就.南京:河海大学出版社, 2004:32-37.HE M anchao.T heor y and practice of rock engineer ing me-chanics[C]//WAN G Sijing.T he century achiev ements of rock mechanics and engineering in China.N anjing:Hehai U niversit y Press,2004:32-37.(in 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木寨岭高地应力软岩隧道岭脊段支护结构受力特征研究
兰渝铁路木寨岭隧道位于甘肃省境内,是铁道部命名的“极高风险隧道”。
隧道进入岭脊段施工后,由于地应力高,实测区域最大主应力38.38MPa,加之围岩
极为软弱,产生了极高的挤压性变形,使得施工的初期支护拆换不断、二次衬砌开裂频发,已严重威胁二衬结构安全。
论文依托木寨岭隧道工程,结合现场设计施工情况,采用文献调研、现场实测数据分析、理论分析和数值分析等手段进行了高地应力软岩隧道受力特征、衬砌拆换技术和衬砌结构安全性评估等方面的研究。
论文主要研究内容为:(1)通过文献调研和现场实测数据分析,在对前期曲墙段二衬开裂情况统计分析基础上,总结提出了木寨岭隧道岭脊段衬砌开裂特征,并通过数值模拟及理论分析探讨了衬砌开裂原因。
(2)提出了前期曲墙段二衬开裂拆换整治技术,并通过现场监测、数值模拟等手段对衬砌拆换前后围岩和支护结构变形受力特征进行分析,进而对衬砌安全性进行了评估。
(3)针对岭脊段前期施工段围岩及初支产生极大变形,隧道支护结构所受应力大的情况,对剩余未开挖地段提出了圆形导洞扩挖的施工方法。
通过现场监测数据分析研究了扩挖段初期支护结构受力特征,得出围岩压力在支护结构中的分配比例。
(4)通过对圆形导洞扩挖段初支与二衬接触压力实测数据的回归分析,得到二衬各位置接触压力回归方程,据此预测二衬接触压力发展趋势;并以此为边界条件通过有限元荷载-结构模型和地层-结构模型计算分析了二次衬砌服务期内受力特征和安全性。
论文主要依托实际工程中存在的难题展开研究,研究成果已经在现场中得到应用,效果良好,可为今后类似工程提供借鉴参考。
高地应力软岩隧道大变形预测及防治研究摘要：总结高地应力软岩隧道大变形成因，比较各种大变形预测技术，归纳大变形防治措施。
分析表明：大变形形成机制、变形模式与一般围岩变形破坏不同，需要加强研究；目前还没有形成一套系统、完善和易于推广应用的现场地质分析、监测试验、分析评价预测体系；在支护参数方面，需要一套预测预报方法体系和相应工程对策；针对不同机制、不同等级的大变形，需制定合理大变形防治措施。
以期为今后软岩大变形稳定性控制提供有益参考。
关键词：隧道稳定性高地应力大变形预测与防治高地应力下软弱围岩挤压大变形，是目前备受关注的隧道难题之一，其变形机理及结构受力特征复杂，目前尚未得到完整的解决。
首例严重的交通隧道围岩大变形是1906年竣工的长19，8km辛普伦I线隧道；我国南昆铁路线家竹箐隧道390m(IDK579+170～+560)洞段发生大变形：日本艾那山I线400m大变形路段用36个月才得以通过。
总之，目前在围岩大变形机制、围岩大变形的预测理论和控制技术方法体系方面值得进一步深入研究，具有科学理论意义和现实价值。
1 大变形成因分析1.1地质方面的原因根据我国大量隧道统计，大变形隧道多发生在泥岩、页岩、千枚岩等软岩，在构造及风化影响显著时变形更大，同时伴有地下水渗流和高地应力时更易产生大变形。
1.2施工方面的原因隧道围岩变形量的大小除受地质条件客观因素影响外，与施工方法及手段有很大的关系。
如果喷锚支护施做不到位、仰拱和二次衬砌距离掌子面距离过长、开挖后无法及时封闭成环，而重点放在施工进度，施工单位变形监控量测不规范或不及时、钢架底部悬空或长期积水浸泡，得不到及时处理等因素都对大变形的发生有直接的影响，甚至促进了大变形发生。
1.3设计方面的原因主要表现在对地质条件了解不够，根据有限的探孔了解地质情况，对变形程度估计不足，以致支护措施不到位。
如果设计的锚杆不够长，就无法穿过松动圈，对围岩加固起不到很好的作用。
高地应力软岩公路隧道力学特性及衬砌施作时机研究高地应力软岩公路隧道力学特性及衬砌施作时机研究一、引言随着交通事业的发展，公路隧道作为解决复杂地理环境交通瓶颈的重要工程，得到了广泛应用。
然而，许多地域由于地质条件的限制，公路隧道常常需要穿越软弱的岩土地层，这对隧道的设计和施工提出了巨大的挑战。
特别是在高地应力区，软岩地层更加复杂，对隧道的力学特性和衬砌施作时机提出了更高的要求。
二、高地应力软岩公路隧道的力学特性1. 高地应力下的应力分布特点高地应力软岩地层的主要特点之一是高水平应力。
在隧道施工过程中，高地应力会导致地层的破裂和变形，进而对隧道的稳定性造成威胁。
因此，了解高地应力下的应力分布特点非常重要。
2. 软岩地层的物理力学特性软岩地层的力学特性通常表现为弹塑性和差异性。
这是由于软岩中存在较多的裂缝和颗粒间隙，导致岩土体的强度和变形特性存在较大的差异。
因此，研究软岩地层的物理力学特性对于隧道的设计和施工具有重要意义。
三、高地应力软岩公路隧道衬砌施作时机的研究1. 施工前的地质勘察与分析在高地应力软岩公路隧道的施工前，需要进行全面的地质勘察与分析，了解地质条件以及地下水的分布和流动情况。
这将有助于确定合适的衬砌材料和施工方案，确保隧道的安全稳定。
2. 衬砌材料的选择与设计在高地应力软岩地层的隧道中，选择合适的衬砌材料非常重要。
一般来说，钢筋混凝土和预制装配式混凝土是常用的衬砌材料。
其设计需要考虑到软岩地层的力学特性，以及施工的要求和条件。
3. 施工时机的选择与施工工艺在高地应力软岩地层中，衬砌施工时机的选择非常关键。
一般来说，需要在地层稳定的情况下进行衬砌施工，以减少对软岩地层的影响。
同时，施工工艺也需要根据具体情况进行调整和优化，以确保衬砌施工的顺利进行。
四、结论高地应力软岩公路隧道的力学特性和衬砌施作时机研究对于隧道的设计和施工具有重要意义。
通过深入了解软岩地层的力学特性和选择合适的衬砌材料，可以有效提高隧道的稳定性和安全性。
高地应力软岩大变形隧道防控关键技术研究李国良1，李宁2，丁彦杰3（1.中铁第一勘察设计院集团有限公司总工程师办公室，陕西西安710043；2.中铁第一勘察设计院集团有限公司桥梁隧道设计院，陕西西安710043；3.中铁第一勘察设计院集团有限公司国家轨道交通重点实验室，陕西西安710043）摘要：为有效控制软岩大变形，结合初始地应力状态划分标准，提出以强度应力比、地应力量值为评价基准的高地应力划分标准；基于变形等级划分标准，结合工程实践，将变形等级划分为4个等级。
在变形机理及影响因素研究的基础上，提出高地应力软岩隧道设计与施工关键技术，制定高地应力软岩隧道支护适应性评价标准，建立软岩大变形隧道的变形控制管理体系，为高地应力软岩隧道的设计施工及变形治理提供参考。
关键词：隧道；高地应力；软岩大变形；变形分级；变形控制；管理体系中图分类号：U456.3文献标识码：A文章编号：1001-683X（2020）12-0069-05 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2020.12.0690引言近年来，随着隧道工程向“长、大、深、难”方向发展，高地应力软岩大变形隧道不断涌现。
软岩大变形通常表现为围岩变形量大、变形速率高、变形持续时间长，极易发生初支变形破坏、钢架扭曲、侵限拆换，甚至二次衬砌压溃等现象，给设计和施工带来极大困难。
自20世纪出现首例高地应力软岩大变形隧道后，软岩大变形就一直是困扰地下工程的难题，解决该类问题的研究也逐渐展开［1-4］。
结合工程实践，从变形分级、变形机理、变形控制技术等方面，探讨高地应力软岩隧道相关技术问题，有利于减少工程事故，达到控制风险、减少损失的目的。
1高地应力判定高地应力是一个相对概念，它与岩体所受的应力历史及岩体强度、岩体弹性模量等因素有关。
对于高地应力的判定，尚无统一规定，一般采用定量法、应力比值法和强度应力比法判定，国内外常用的地应力判定划分标准见表1。
极高地应力软岩隧道非对称变形机理及支护优化研究陈志敏;赵吉万;龚军;陈宇飞;李增印;孙胜旗【期刊名称】《防灾减灾工程学报》【年(卷),期】2024(44)1【摘要】针对极大断面公路隧道施工中出现的非对称大变形问题,考虑高地应力第一主应力与隧道轴线关系、层状软岩夹层与互层状态、掌子面软岩空间不对称、地下水等因素,基于对工程地质条件、围岩与支护结构失效及破坏特征的分析,结合岩样物理力学特性室内试验研究及地应力实测情况,探究了非对称大变形形成机理并提出针对性的支护结果优化方案。
结果表明:高地应力层状软岩隧道围岩不对称变形是在岩层倾角α、最大水平主应力与隧道轴线夹角β和岩层夹角γ、围岩岩性和地下水综合作用下的大变形,围岩不对称部位由以上几种因素共同决定;当主应力σ1与隧道轴线既不垂直也不平行时,会产生挤压性偏压构造水平地应力,使隧道横断面侧向受力不对称,发生偏压性非对称大变形;通过改变锚杆的布设方式、提高超前注浆小导管的长度和刚度、喷射临时封闭、在防水板与喷射砼间增加高密度橡塑海绵板缓冲层等措施,可以有效的减少变形量,防止围岩因开挖扰动而松动和坍塌。
【总页数】11页(P109-119)【作者】陈志敏;赵吉万;龚军;陈宇飞;李增印;孙胜旗【作者单位】兰州交通大学土木工程学院;中铁隧道局集团有限公司【正文语种】中文【中图分类】U45【相关文献】1.极高地应力软岩隧道超前导洞应力释放及多层支护变形控制技术2.极高地应力软岩隧道贯通段变形控制方案研究——以兰渝铁路木寨岭隧道为例3.极高地应力软岩膨胀岩互层隧道大变形施工技术4.极高地应力软岩隧道丢失变形与控制模型试验研究5.高地应力软岩隧道大变形失稳机理及支护对策研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
铁路隧道双指标高地应力界定及岩爆大变形分级标准张广泽;贾哲强;冯君;袁传保;柴春阳;陈明浩;冯涛;陶玉敬【期刊名称】《铁道工程学报》【年(卷),期】2022(39)8【摘要】研究目的:目前国内外针对高地应力环境隧道岩爆大变形分级的判识以理论研究为主,结果与实际施工开挖后多有出入。
因此,本文通过总结78个铁路、公路隧道和水电站引水隧洞工程案例,对隧道围岩的高地应力状态及岩爆大变形分级界定进行系统研究,结合目前实际工程中采用的隧道相关设计规范,对传统高地应力判识标准及岩爆、大变形分级标准进行优化,提出更符合工程实际的定量界定方法。
研究结论:(1)基于工程案例统计分析,建立了采用强度应力比和最大地应力绝对值的双指标高地应力定量界定方法,提出了分别针对硬质岩和软质岩的双指标高地应力定量判识表;(2)提出以岩石强度应力比R/σ_(max)和最大地应力σ_(max)双指标的岩爆等级划分标准,提出以岩体强度应力比R_(m)/σ_(max)和最大地应力σ_(max)双指标的大变形等级划分标准;(3)本研究成果可应用于铁路隧道围岩高地应力状态的判识和灾害等级的划分,适用于工程地质勘察领域。
【总页数】7页(P53-58)【作者】张广泽;贾哲强;冯君;袁传保;柴春阳;陈明浩;冯涛;陶玉敬【作者单位】中铁二院工程集团有限责任公司;中国民用航空飞行学院【正文语种】中文【中图分类】U451.2【相关文献】1.极高地应力软岩隧道贯通段变形控制方案研究——以兰渝铁路木寨岭隧道为例2.高地应力软岩隧道大变形分级标准研究3.兰渝铁路高地应力软岩隧道挤压大变形规律及分级标准研究4.中外高地应力软岩隧道大变形工程技术措施对比分析——以兰渝铁路木寨岭隧道与瑞士圣哥达基线隧道为例5.深埋高地应力隧道勘察期岩爆烈度概率分级预测因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
