隧道软弱围岩大变形的施工控制技术
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隧道软弱围岩和断裂带施工安全措施方案隧道施工中遇到软弱围岩和断裂带是常见情况,这些地质条件都会给工程施工带来一定的危险性。
为了保障隧道施工的安全,必须采取相应安全措施。
本文将针对隧道软弱围岩和断裂带施工安全措施方案进行详细介绍。
一、软弱围岩施工安全措施方案1. 确定软弱围岩区域。
通过对隧道周边地质进行勘探,找出软弱围岩区域,以便在施工时有针对性地采取安全措施。
2. 加强支护。
软弱围岩容易发生塌方现象,因此,在施工时必须加强支护。
可以采用钢筋混凝土喷射支护、搭设钢架支撑等方式,以增强围岩的稳定性。
3. 加强测量监控。
通过安装位移仪、测斜仪等设备进行监控,随时掌握软弱围岩的变形情况,及时采取措施保证施工安全。
4. 确定安全堵头范围。
软弱围岩区域容易发生塌方、滑坡等安全事故,因此在施工前必须将安全堵头范围确定,并在该范围内采取相应的堵头措施。
5. 加强作业人员安全教育。
对于处在软弱围岩区域工作的人员,必须进行安全教育,提高其安全意识,同时配备必要的安全防护用具。
二、断裂带施工安全措施方案1. 确定断裂带位置。
通过勘探分析,确定断裂带的具体位置,以便在施工时采取相应的安全措施。
2. 加强围岩加固。
断裂带处的岩石往往较松散,容易发生崩落。
因此,在施工时,必须加强对岩石的加固,以增强其稳定性。
3. 加强支护。
有些断裂带比较深,施工时要加强支撑。
在深度较大的断裂带处,可以采用搭设钢架、钢筋混凝土衬砌等方式加强支护。
4. 及时排水。
一些断裂带处可能十分潮湿,需要进行排水处理,以防止水流侵蚀岩石,导致其稳定性下降。
5. 实施岩锚技术。
岩锚是一种固结性支撑技术,可以增强断裂带处的承载能力,提高其稳定性。
因此,在一些较深断裂带处可以采用岩锚技术进行支撑。
6. 加强作业人员安全教育。
由于断裂带处的岩石较松散,对施工人员的个人安全造成威胁,因此在施工前必须对所有人员进行安全教育,强化安全意识,安排必要的防护措施。
总之,在施工过程中遇到软弱围岩和断裂带,必须认真采取相应安全措施,以确保施工安全。
软弱围岩隧道安全施工技术摘要:介绍软弱围岩对隧道施工的影响,结合工程实践,详细地介绍了隧道安全施工控制的方法和措施,阐述了施工方法的特点、施工工艺等,对类似隧道施工有一定的参考价值。
关键词:软弱;隧道;施工abstract: the weak surrounding rock of tunnel construction, engineering practice, and detailed description of the tunnel construction safety control methods and measures, described the characteristics of the construction methods, construction techniques, etc., similar to the tunneling of some reference value.key words: weak; tunnel; construction中图分类号:文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)1.前言软弱围岩由于其本身的地质特性,一般力学指标低,岩性松散、承载力差,压缩性高,遇到有岩隙水的作用时,就容易引起隧道施工时产生较大的沉降变形,造成安全隐患。
同时,工后沉降过大也会对运营使用和处理带来很大的困难。
所以,在软弱围岩地段时,需要特别注意隧道施工方法的选择和正确的处理措施。
软弱围岩隧道的施工方法,主要有台阶法和双侧壁导坑法、crd法、环形开挖留核心土法等。
双侧壁导坑法和crd法限制了大型施工机械的使用,降低了工效;工序多,相互干扰大,施工进度缓慢,且临时施工支护多,投入大,不经济,但是在处治软弱围岩隧道沉降变形控制方面还是有其明显的安全效果和保障。
2.工程概况某公路双线隧道,位于云南省昭通市,隧道设计为两座独立的分离式隧道,两座独立隧道的轴线间距为30米,其中隧道右线长850米(yk30+960~yk31+810),左线长870米(zk30+960~zk31+830)。
富水软弱围岩隧道施工控制要点目前,花油山隧道4#斜井工区大里程、5#斜井工区小里程掌子面为第三系饱水状态下全、强风化砂砾岩,局部呈土状,为富水软弱围岩,而且埋深浅、断面大,开挖后围岩变形大、易失稳,造成侵限、塌方。
设计对于不良地质开挖时采取的措施:采用大管棚、小导管、超前锚杆如玻璃纤维锚杆等超前加固支护措施,配合双侧壁导坑、CRD、CD、三台阶七步等分部开挖工法;支护采用强支护,是预防塌方的重要措施,大多采用复合式衬砌,即:初期支护+防水板+模筑衬砌,初期支护采取锚喷、网喷、喷混凝土与钢支撑或格栅钢架相结合的支护方法,通常采用“钢筋网片+钢拱架+锚杆+喷射混凝土”锚喷支护体系。
施工过程中,应用新奥法原理“少扰动、早喷锚、快封闭、勤测量”,加强施工过程的管控,控变防塌,控制要点主要有下几个方面:一、重视围岩变形量测工作,确保量测数据真实、可靠控制软弱围岩的变形是确保施工过程安全的关键。
有一句俗语“软岩靠量测,硬岩靠预报”,软弱围岩开挖后的变形是徐变,到一定数值才会塌方,有一个过程,就要求隧道开挖后,及时、准确的量测围岩变形量,对于变形量超标的围岩及时采取加固措施,防止塌方。
(一)围岩量测主要作用围岩量测是在隧道施工阶段,使用专门仪器和工具,对围岩变形情况和支护结构工作状态进行的量测,是保证隧道施工过程中安全性重要的环节。
1.及时提供围岩稳定状态和支护结构安全信息,预见可能发生的险情和事故;2.验证支护结构效果,是设计支护参数和施工方法结果的反馈,同时为调整支护参数和施工方法提供依据;3.根据变形数据,经济合理确定不同围岩情况下隧道预留的变形量,防止超欠挖;4.确定二衬施作时机,水平收敛(拱脚附近7d平均值)小于0.2mm/d,拱部下沉速度小于0.15mm/d,方可施作二衬;5.积累量测数据,为风险管理分级提供依据;6.为施工过程的安全和结构长期稳定性评价提供实测数据;7.监控工程施工对周边环境、临近建筑物安全度的影响。
大跨浅埋软弱围岩隧道施工技术摘要:大跨浅埋软弱围岩隧道在施工过程中需要表层软弱堆积物以及风化带等,在开挖的过程中可能存在着拱顶急剧下沉以及地表开裂等问题。
因此,在施工中需要施工人员根据施工现场的情况采取一些措施确保施工质量和安全。
本文就某大跨浅埋软弱围岩隧道进洞施工为例介绍了在大跨浅埋软弱围岩隧道的施工方法和技术。
关键词:浅埋偏压;软弱围岩;施工技术;施工工艺1 工程概况隧道城市地铁工程在我国的蓬勃发展,预计21世纪初至中叶将是我国大规模建设地铁的年代,与此相关,也会涌现出大量的岩土工程技术问题需要解决。
三线大跨度车站隧道跨度大,围岩应力重分布情况复杂,围岩变形难控制,设计施工技术较复杂,并且在国内外没有可供借鉴的系统性的成熟资料,所以进行大跨度隧道围岩施工过程和最终状态研究是非常重要的,特别是在软土等不良地质条件下的大跨度隧道施工。
由于软土特有的性质使其工程特性在很大程度上有别于其他类土。
特别是随着近些年来北京上海这些城市中地铁的大量修建,学者们对软弱地层地铁隧道掘进力学特性和空间效应已进行了大量的研究,可以将这些研究数据更好地应用在地铁建设过程中,为软土地基建设更好的服务。
但是实际上对于大断面的软弱地层施工中地层隧道施工方法以及施工技术要点还需要进一步的研究。
2 浅埋偏压软弱围岩隧道施工工艺2.1开挖工序开挖工序施工的先决条件应为隧道超前支护注浆强度为85%。
针对隧道中的偏压地区以及浅埋地区进行处理,最好采用预留核心土开挖方法,操作步骤是顺着隧道开挖,并以单位循环的方式进行挖进,在外轮郭型开挖的过程中,常使用到的施工方法为人工开挖和风镐开挖模式。
就边墙周边及拱部弧形开挖,风镐分台阶开挖法为最佳;就中槽及核心土开挖,挖掘机开挖法为最佳,其开挖进尺应以围岩稳定性为依据,并最终设定为1-2棍钢格栅间距。
2.2偏压地段开挖工序该地隧道进洞方向存在较大偏压,采用三台阶临时仰拱法施工3~5m后对隧道断面量测发现,初期支护向线路右侧方向偏移,左侧山体出现裂纹,在施工现场中增加中隔壁支护,这时候变形率依然处在变化的过程中。
公路隧道软岩大变形施工处理技术摘要:随着时代的发展和社会的进步,我国公路隧道施工技术正在不断成熟与完善,在公路隧道施工过程中软岩大变形施工最为危险,所以技术人员需要对软岩大变形进行一定的施工技术应用,本文将针对公路隧道软岩大变形施工处理技术进行探究。
关键词:软岩大变形的概念;施工处理技术我国是一个山地较多的国家,在我国西部地区山地起伏更为明显,随着我国西部大开发战略的提出,我国加快了对西部地区的建设工作,公路隧道修建占比越来越大,但是由于一些地区山地较多,且地质松软,所以在进行公路隧道施工过程中难免会遇到软岩大变形的地质情况,所以本文将首先针对软岩大变形的概念进行探究,之后探究施工处理技术。
一、软岩、大变形概念软岩、大变形会极大地威胁到公路隧道的施工质量和安全,并且会延误工期进度,所以国内外众多学者已经对软岩、大变形做出了深入的研究,下面将探究软岩与大变形的概念。
(一)大变形的定义现代科学家对于围岩大变形的形成原因,还未能形成较为明确的定义,围岩大变形区别于一般的岩石失稳状况,围岩大变形并没有显著的持续变形和明显的时间效应,这给施工工作带来了极大的难度。
围岩大变形的定义,并不能够仅仅从变形数值中来定义。
还需要根据围岩形变的本质进行探究,围岩变形的根本原因在于剪应力导致掩体变形,使得掩体发生错位断裂等状况。
这些状况会对隧道公路造成挤压,从而破坏道路隧道的质量,目前国际上一般按照围岩的收敛率来判断是否发生了大型变[1]。
(二)软岩定义发生大变形的围岩一般被称作为软岩,通过现行铁路公路设计规范研究可以得知软岩的界定标准。
但是如今的岩石工程学界仍旧未给软岩一个明确的定义。
软岩一般是指单轴抗压强度小于25MPA的松散破碎的岩石,并且这部分岩石还具有风化膨胀性,称之为软岩。
但是在施工过程中,不同岩体中强度较小的岩体也可能表现出软岩的力学特征[2]。
(三)大变形机制一般而言软岩大变形分为两种类型,第一种是由于挤出性岩石引起的,如果这类变形缓慢发生就属于挤出,若立刻发生就属于岩爆,另一类是由膨胀型岩石引起的,这类形变是由于岩石中还有膨胀性的矿物质,当这些矿物质与水发生接触后,会产生一定的化学反应,从而造成围岩大形变的情况产生。
公路隧道软岩大变形施工处理技术胡令兴发布时间:2021-09-27T07:22:16.476Z 来源:《新型城镇化》2021年16期作者:胡令兴[导读] 采取有效的工程措施加以处理, 以防止由于大变形而产生的各类事故。
湖北中南路桥有限责任公司 430000摘要:我国经济实力以及科学技术水平的不断提高 , 使城市化公路建设得到了全面优化和发展 , 加之人们生活水平日益提升 , 对交通运输设施的建设效率和质量提出了更高的要求 , 因此 , 公路隧道结构方案设计的合理性成为城市基础交通建设的重要元素之一。
论文针对目前我国常见的公路隧道设计方案进行综合阐述 , 并根据隧道软岩所产生的形变问题进行进一步探索 , 总结注浆固结以及支护施工阶段公路隧道软岩大变形施工应对策略。
关键词:公路隧道;软岩大变形;平面结构;地质因素由于漫长的地质作用 , 岩石风化强烈且节理裂隙发育 , 岩石承载力相对较低, 在受到荷载作用后, 将产生一定程度的变形现象。
隧道施工过程中 , 除了要做好支护 , 还要加强监测。
若变形速率很快 , 已经超出标准允许的范围 , 必须引起重视 , 在明确变形成因的基础上 , 采取有效的工程措施加以处理, 以防止由于大变形而产生的各类事故。
1公路隧道设计方案1.1平面结构设计在隧道建设过程中 , 其平面结构方案设计需尽可能地使用直线结构, 如果必须增加曲线结构, 需要采用大数据半径的结构曲线。
与此同时, 在方案设计时, 需充分考虑洞门的实际位置、结构引导线、结构辅助引导坑、通风井以及其他辅助设备等。
除此之外 , 隧道结构井应保证其交叉性, 或在隧道建设时一旦需要接触其他类型的建筑物, 应提前保留一定的安全距离。
如果在公路隧道存在纵坡 , 通常需要综合考虑隧道使用的实际需求、建筑施工环境以及排水等方面 , 并选择较为平缓的坡度数据。
1.2隧道净空设计隧道净空设计主要是指隧道内部轮廓线所包围的内部空间。
公路隧道软岩大变形成因及其施工处理技术摘要:新时代公路工程项目正在向着规模化方向发展,在相关隧道工程建设实践中,围岩大变形问题比较常见。
隧道施工过程中,除了要做好支护,还要加强监测。
若变形速率很快,已经超出标准允许的范围,必须引起重视,在明确变形成因的基础上,采取有效的工程措施加以处理,以防止由于大变形而产生的各类事故。
本文针对隧道工程实际情况,在介绍其软岩大变形现象及产生原因的基础上,提出行之有效的施工处理技术,旨在为其它类似公路隧道的软岩大变形处理提供技术参考。
关键词:公路隧道;软岩;大变形;处理技术引言现阶段在区分软岩与一般岩体失稳现象上有所研究,对软岩的判定通常以单轴抗压强度为准,例如,按照强度指标,将软岩分类为风化膨胀、松散、软弱、破碎岩等。
软岩大变形机制包括2种。
(1)在时间属性限定下的挤出性岩石变形。
(2)岩石内的水和膨胀性矿物发生反应后形成了变形。
根据围岩岩性控制类型的大变形、岩体结构控制类型的大变形、人工扰动控制类型的大变形,分析了围岩条件、形成机制、变形的特点,做了一些技术处理预测。
1软岩大变形原因分析要素1.1地质因素(1)软岩泛指松、散、软、弱岩层的总称,软岩的主要特点为风化和造面切割的影响明显、胶结程度不高、孔隙度较大和强度不足等,岩层中富含丰富的膨胀性黏土类矿物。
在隧道工程中,影响变形特征的因素软弱围岩占比较大,对工程地质性质起决定作用,现场开挖后的自稳性不高,其显著的特点为易坍塌和自稳时间不足。
在隧道挖掘施工的过程中,前支撑隧道洞身的围岩被全部转移,使洞壁出现临空的状态,对围岩应力位移变化造成严重影响,洞壁和围岩逐渐向隧道净空方向出现变形。
(2)围岩受到外界因素影响以后,体积增大,使膨胀力变强,改变膨胀岩的性质。
炭质灰岩是隧道变形断围岩的主要组成成分,其中包含丰富的绿泥石和蒙脱石,吸水后体积快速膨胀,在围岩膨胀压力作用下,初支上产生巨大变形。
1.2设计因素设计的支护参数是为了各种围岩在理论应力状态下的有预案准备,在开展施工的过程中,外界附加的影响因素会对软岩造成严重的干扰,影响最突出的因素是地下水,水岩耦合作用的程度受赋存量大小的直接影响,承受压力超过工程设计初支限度会导致变形,水岩耦合作用力大于最大压力会造成初支严重变形。
软岩隧道大变形成因分析及处置措施摘要:本文对软岩隧道大变形机理进行分析,详细介绍了软岩地区常见的支护设计和软岩区施工阶段的质量控制措施,以解决当前施工阶段出现的问题,以期为软岩区隧道建设提供借鉴和参考。
关键词:软岩隧道;大变形;成因分析;处置措施0 引言由隧道大变形引起的地质灾害屡见不鲜,困扰着软岩区隧道的建设。
首例出现软岩大变形的隧道是1906年建成的新普伦隧道(全长19.8Km),比较有代表性的是奥地利陶恩隧道,施工期间产生50~120cm的变形,日最大变形量达到20cm。
国内比较有代表性的有乌鞘岭隧道,拱顶沉降达到105cm,周边收敛达到103cm,而凉风垭隧道的周边收敛值达到197.25cm,此类的地质问题还有许多,软岩隧道不仅延长建设的周期,而且还会大幅增加工程造价。
软岩隧道的支护理论有多种,20世纪初由Haim、Rankine等提出的古典压力理论,以及在之后提出的塌落拱理论,这也是新奥法的理论基础,其核心是隧道围岩具有自稳能力,L.V.Rabcewicz提出新奥地利隧道施工方法(即新奥法),其后还有应变控制理论、能量支护理论、轴变论、软岩工程力学支护理论等。
近年来结合数值模拟技术,可以对隧道变形进行初步的了解,提高设计的准确性,在施工技术、监测手段上也取得较大的发展,复合式衬砌、超前支护等应用于隧道工程中,高精度、自动化、智能化的监测设备用于隧道变形和应力监测[1]。
1 隧道围岩大变形机理1.1 软岩大变形的工程定义目前对于围岩大变形尚未有明确的定性和定量判断依据,只是根据地质条件,以某一角度进行判断,而在实际的工程中,软岩大变形并未列入规范中。
软岩区隧道产生大变形与地质条件、时间、隧道的尺寸规模、埋深等有着密切关系,根据以上的影响因素,本文对软岩大变形给出如下定义:软弱围岩在水(包括地下水和地表渗水)的作用下,采取常规的支护设计,围岩产生塑性变形,且无法有效控制,其变形量已经超过预留变形量或者规范的允许值,或者具有这种趋势,当二衬施工工后一段时间内,变形仍不稳定,且导致衬砌结构开裂的现象称为软岩大变形。
公路隧道软岩大变形施工处理技术摘要:近年来,我国的公路工程建设的发展迅速,隧道施工受到地质情况和周边环境的影响,造成现场施工情况多变。
软弱围岩自稳能力差,自身强度低,在受到隧道施工扰动后变形量大,容易造成隧道结构出现大变形。
由于隧道地质情况复杂,施工现场可能出现由于围岩变形量大、速度快等问题,造成支护结构开裂,侵入建筑限界,甚至出现塌方事故。
新奥法施工采用动态施工管理,根据施工现场围岩的基本情况实时调整施工参数,保证隧道支护结构的稳定性。
基于207国道左权至黎城界公路工程桥上隧道现场施工实践,在施工中由于软弱围岩产生了较大变形,导致围岩结构开裂。
通过对隧道内地质情况进行详细调查,对支护参数进行了优化设计,并选取有代表性的测点进行监控量测,分析拱顶下沉、周边位移和围岩压力的变化情况,为确定隧道支护结构的稳定性提供参考。
关键词:公路隧道;软岩大变形;施工处理技术引言随着经济的发展,我国交通公路的社会需求量越来越高,修建公路隧道成为跨山越岭时的重要方案。
山岭隧道受到地形地质条件的影响,地质应力分布多变,支护结构的受力变形以及围岩稳定情况也变得极为复杂。
因此,对施工方法进行优化,对于隧道的安全性尤为重要。
1高速公路隧道施工中监控量测的必要性分析在我国交通事业快速发展的影响下,公路工程的施工建设也越来越多,其中,公路隧道施工作为公路施工中的重要内容和环节,其具体施工中所面临的情况以及施工要求也越来越复杂,尤其是一些高等级公路的隧道施工中,其隧道施工方案与传统施工相比,不仅在线形以及隧道工程的里程等方面有了较大的变化,而且公路建设的整体投资以及施工影响也日益突出,在这种情况下,进行更加合理与优化的公路隧道施工方案设计和选择,在当前我国的公路工程施工建设中越来越受关注。
值得注意的是,结合公路隧道施工的具体情况,由于公路隧道施工中仍然存在有一些较为突出的问题尚未解决,像公路施工中常见的坍塌或者是突水、隧道建设完成后的渗漏问题或者是变形等,都对公路隧道的施工质量和工程建设效益存在着较大的不利影响。
公路隧道软弱围岩大变形处治对策陈俊权【摘要】公路隧道围岩大变形是工程中常见的工程地质问题,给工程建设带来了极大的困扰.为了研究隧道围岩大变形易造成开挖面失稳坍塌、冒顶、侵界等工程问题,以某隧道在断层破碎带处发生大变形处治过程为案例,系统归纳总结了解决类似软弱围岩大变形的工作流程及处治措施.工作流程包括:原因分析处治措施效果评价;在施工过程中通过发挥信息化施工的作用、适当加大预留变形量、合理设置支护参数、临时补强隧道衬砌、及时变更施工工法、设置超前预支护、增加长锚杆、加强防排水等综合措施,可有效控制公路隧道软弱围岩大变形.【期刊名称】《公路交通技术》【年(卷),期】2018(034)005【总页数】7页(P106-112)【关键词】公路隧道;初期支护;大变形;处治【作者】陈俊权【作者单位】广东省南粤交通仁博高速公路新博管理处,广东惠州 516820【正文语种】中文【中图分类】U459.2围岩大变形是隧道工程建设中的常见工程地质问题,内昆线曾家坪大跨隧道在导洞开挖过程中内壁出现严重变形[1];永宁高速石林隧道,地质条件复杂,构造应力偏高,富水,断层褶皱发育,岩体软弱破碎,隧道基底强度低,围岩自稳能力极差。
当隧道开挖后,围岩产生强烈变形、拱顶沉降大,累计沉降达1.2 m;支护结构被严重破坏,喷射混凝土层出现开裂和剥落,工字钢拱架被压变形;仰拱出现上拱现象,并伴随较大面积的裂缝出现;同一隧道段,二次衬砌还发生了严重的纵向和横向开裂[2]。
通省隧道隧址区主要穿越武当山群地层,岩性主要是以含云母为主要矿物成分的片岩。
在施工过程中,隧道围岩岩性与地质构造多变,初期支护剧烈变形并破坏,隧道净空侵限,给施工带来很大的困难,严重制约了工程进度[3]。
当隧道施工遭遇到围岩大变形时,如果处治不当,将导致围岩持续变形,直至失稳,发生坍塌、冒顶,或者造成初期支护严重侵限,压缩二次衬砌的空间,造成二次衬砌储备的强度不足。
围岩大变形对于隧道的危害不仅仅存在于施工期,前期处治不当会给运营养护造成很大后遗症。
浅析隧道软岩大变形处治与控制方法摘要】由于我国隧道数量的增长,引发的问题也随之增长,因此必须采取有效的措施改善隧道软岩大变形的问题,而施工和控制方法的建设是改善隧道软岩大变形的重要举措。
根据目前隧道的情况,要想完善隧道施工的各个方面,需要提高应用在隧道软岩大变形的处理水平,并且从隧道修复、四周加固、改进修复方式、隧道周围的减压回填、防护装置的更换等方面进行改进,同时也对施工方法、处理手段以及维护方式等进行创新,在施工过程中对隧道的情况地监督控制,同时检测出隧道软岩大变形存在的问题,使施工的工作效率的提高,促进隧道软岩大变形治理的快速发展。
【关键词】隧道施工;软岩变形;防治措施1、前言随着社会改革的不断深入,隧道方面的改革迫在眉睫。
但是目前比较简单的施工方法已经无法解决隧道软岩大变形的问题。
由于施工中存在隧道顶部降低程度大、软弱岩层变化大、固定点位置移动、保护装置被破坏、底面出现裂缝等问题,需要我们根据问题,找出对应解决方法。
本文对某段比较典型的隧道进行研究,根据隧道的具体情况进行解析,为隧道软岩大变形处治和控制提供有效的借鉴。
2、隧道大变形的特点2.1隧道顶部降低程度大由于隧道的施工要求比较严格,隧道周围的岩层比较脆弱,则容易导致隧道的顶部出现下降,而研究的隧道的顶部的降低程度50厘米;拱顶位置移动的距离比较多,严重的地方移动距离为23.4厘米;2.2 软弱岩层变化大软弱岩层在发生移动之后,其移动没有停止,并且继续进行移动,甚至加快移动的速度。
从而导致隧道顶部的移动位置在加大,对隧道进行保护的装置也会隧道着隧道的改变而受到严重的影响,需要对装置进行严密加固,甚至要彻底更换装置,才能维护隧道的安全。
2.3固定点位置移动隧道左边的固定点的位置显著向隧道内进行移动,而隧道右边的固定点的位置显著向隧道外部进行移动。
而且出现异常情况的部分处于隧道出口的位置,使得隧道的情况更加迫在眉睫,但是位置移动的距离不大,相对来说是可以使用加固方法进行修复的。
软弱围岩隧道的施工技术摘要:在山区为了满足交通运输需要,通常需要挖掘隧道。
由于山体的岩石特性不同,山区的地质也有差异,所以隧道挖掘是一项复杂的高难度施工项目。
隧道挖掘常见的难点是软弱围岩。
由于该岩体隧道的挖掘难度系数大,常阻碍施工正常运作,所以,本文主要针对软弱围岩隧道的挖掘技术攻坚进行了阐述,以供相关技术人员借鉴。
关键词:软岩;隧道施工;围岩1、前言软围岩由于施工难度大,常常延误工期,浪费资金。
为了解决这一技术难点,本文针对软围岩的特性,提出了相应的技术攻克措施。
以供相关的技术人员在以后的工作中进行借鉴。
2、软岩隧道地质工程特点2.1 地质特点软岩。
主要是指第四系全新、中更新、更新统的坡残积土部分。
范围包括江河湖岸和池塘冲积、淤积层。
人工杂填土、水田、溶洞充填物、新老黄土、风积砂等。
普遍具有内磨擦角小,粘聚力弱及流滑、蠕变、膨胀、湿陷等不稳定的特点。
2.2 工程特性2.2.1 软岩扰动后,自稳能力下降,松动圈不断扩大。
围岩压力逐渐增加,再次稳定的时间很长。
支护及衬砌结构承受围岩压力,极易引起支护结构变形、收敛、下沉和衬砌结构开裂等事故和病害,同时往往伴随地表下沉,失水等环境问题。
2.2.2 软岩由于具有稳定性差,易崩塌溜滑等特点。
洞口段拉槽施工极易引起大范围牵连性滑动,因而难以接近仰坡,进洞困难。
隧道挖掘工程是一种洞内作业,挖掘过程中,局部力量承受减弱可能引发隧道坍塌,提高工作难度,增加施工成本,威胁作业人员的人身安全。
2.2.3 软岩自稳时间短,一般采取化大为小,分部施工的方法.所以隧道施工的程序比较复杂,为了保证工程质量就会出现工程进度缓慢,为了保证质量也会相应的降低施工速度,因此矛盾重重。
2.2.4 软岩常处于地质变化复杂的地带,因此一次的实地考察往往是不准确的,因而,考察人员应该根据施工的实际需要,制定相关的工程计划和工程步骤,而已适当的结合施工实际进行调整,不必拘泥于传统模式。
2.2.5 软岩隧道施工风险大,因此可能给施工人员,工程领导等全体作业人员带来不同程度的心理负担,所以施工作业之前应该对所有工作人员进行必要的上岗前培训,保证每一个作业人员都具备良好的业务素质。
隧道软弱围岩大变形的施工控制技术
摘要:通过对正在施工的兰渝铁路木寨岭隧道遇到的围岩大变形问题的分析研究,对围岩大变形
进行定义的基础上,进行了施工工艺和改善和支护参数的优化,为我国今后长大深在对埋隧道工
程大变形地质灾害的预测和防治具有重要意义。
关键词: 软弱围岩 大变形 支护参数 工序化注浆
0、引言
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
25cm(单线隧道)和 50cm(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2549.88m和2390.94m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#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#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
里 程 沉降终值(mm) 平均值(mm) 水平收敛终值(mm) 平均值(mm)
对比段 斜800 49 51.7 195.06 237.71 斜795
62 212.25
斜790
44 305.83
超前钻孔试
验段
斜725
24 26.3 152.93
162.67 斜720 29 182.49
斜715
26 152.58
三台阶施工
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67.94mm,最大水平收敛为164.23mm,上、中
台阶收敛值相对较大,施工效率约为1.3m/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0.5m/榀 超前导洞试验段
H175型钢拱架,间距0.5m/榀 全环I20b型钢
拱架,间距0.8m
变形量(mm) 平均变形量330mm <160mm <130mm
平均变形量
345mm
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200mm,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
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
10-6-1910-7-310-7-1710-7-3110-8-1410-8-2810-9-1110-9-2510-10-910-10-2310-11-610-11-2010-12-410-12-1811-1-111-1-1511-1-2911-2-1211-2-2611-3-1211-3-2611-4-911-4-2311-5-711-5-2111-6-411-6-18
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300mm,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,
DyK178+050~+040段临时横撑
DyK178+020~+010段临时横撑
位移变形曲线图
0
50
100
150
200
250
300
350
051015202530354045
日期
位
移
(
m
m
)
DYK178+080-A
DYK178+070-A
DYK178+060-A
DYK178+080-B
DYK178+070-B
DYK178+060-B
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,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。