隧道软弱围岩变形机制与控制技术研究68页PPT
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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。
隧道高地应力软弱围岩大变形控制技术研究摘要:在隧道施工过程中,受高地盈利软围岩等相关断层带地质因素的影响,经常会发生围岩挤压变形情况,增大空间位移,并延长变形周期,为施工带来严重的负面影响。
基于此,本文通过实际案例工程进行分析,明确现阶段隧道高地应力软弱围岩大变形控制技术的有效应用策略,以供参考。
关键词:隧道;高地应力软围岩;大变形;控制技术引言:随着时代不断发展,我国铁路行业逐渐创新,大量的铁路建设工程被提出,以满足当前的交通需求。
但在实际的施工过程中,受其工程自身的性质影响,不同区域的地质情况差异性较大,需要施工人员有效的克服外界因素的影响进行施工,尤其是部分软弱围岩隧道工程,以此来提升施工整体质量。
一、工程案例分析本文以我国甘肃省某隧道工程为例,该工程为双洞单线分离式特长隧道,隧道总长为19千米,受区域影响,该地区的地质条件较为复杂,如包括断裂带、背斜以及斜向构造等,在实际的施工过程中,直接影响容易发生变形,影响工程的质量。
据相关数据显示,隧道洞身需要穿过的板岩区占总长度的46%,总计各类软岩长度占总长度的84%,为施工带来较大的难度,甚至造成严重的围岩滑塌事故,影响工程的开展。
在施工区域,主要的地层岩性为二叠系板岩夹碳质板岩,导致其围岩受地质构造的影响较大,岩体极破碎,层间结合较差,整体稳定性不高。
在施工过程中,由于围岩地质自身的性质影响,断层带围岩及其破碎,主要采取人工开挖形式,施工进度较为缓慢。
在实际的运行过程中,经常出现喷射混凝土开裂、拱架扭曲变形以及掉块情况,进而影响当前的整体施工质量。
同时,在进行开挖过程中,由于其自身的性质影响,围岩极不稳定,容易发生变形,最终导致支护结构变形,出现侵限情况,二次砌衬出现开裂[1]。
二、隧道高地应力软弱围岩大变形控制技术应用在进行隧道施工过程中,工作人员应结合实际情况对软弱围岩变形情况进行合理的分析,并灵活应用合理的技术进行施工,逐渐更新施工理念,有效的控制围岩大变形情况,提升工程整体质量,具体来说,主要包括以下几方面:(一)新奥法组织施工灵活应用新奥法进行施工,可以从根本上促使施工效率等得到提升,并灵活利用当前的技术理念进行创新,以满足实际的施工要求。