软弱围岩隧道变形特性分析
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刍议软弱围岩隧道变形规律与施工要点1 案例介绍某铁路隧道工程所处地层为粉砂质泥砂岩和碳质灰岩,两套地层整体上呈角度不整合接触。
受断层和古岩溶的影响,岩面会出现比较大的起伏,在255~288m标高两套地层交错位置岩溶沟发育,缺乏统一的交界面,溶沟中需要填充软塑状黏性土,围岩中含水率比较高,地层比较软弱。
2 软弱围岩隧道变形机理的有效分析2.1 从岩体蠕变发展阶段进行分析2.1.1 初始蠕变阶段,在此阶段蠕变的实际速率会随着时间的变化而出现下降,岩体以缓慢的速度向开挖空间移动,直到蠕变后期岩体蠕变会慢慢保持稳定状态。
2.1.2 等速蠕变阶段,岩体蠕变趋于稳定后即达到等速蠕变过程,在此阶段蠕变总量会持续增加,而且岩体也会产生不同程度的裂缝现象。
2.1.3 加速蠕变阶段,当岩体出现稳定的扩展后即到达加速蠕变阶段,这时岩体蠕变速率处于最大化状态,而且岩体内的裂缝现象也会加剧,使围岩的整体结构被破坏。
2.2 从长期强度观点层面进行分析由于流变特性的影响使得软弱围岩的强度随着时间的变化而出现下降趋势。
据相关报告显示,围岩强度与时间的关系曲线见图1所示,从图1中可明显地看出随着时间的变化围岩强度在持续下降,当达到某一临界时间时围岩强度趋于稳定状态,从中也说明了围岩的长期强度值是影响巷道围岩稳定性的关键因素。
岩体自身强度会随着时间的变化而受到损害,再加之岩土体在蠕变过程中自身也会发生不同程度的变形现象,所以岩土体的蠕变损失主要取决于两方面的因素:2.2.1 变形损伤是指岩土体出现持续地变形而对自身结构所造成的伤害。
2.2.2 时间损失效应是指随着时间的推移,岩土体出现的损伤程度。
2.3 从岩体能量释放角度分析按照岩石流变性特征,围岩流变回弹能量与时间的变化关系如图2所示。
隧道开挖初期围岩的回弹量最大,以后随着时间的变化,回弹能量也呈现出下滑趋势,当达到某一临界时间后回弹能量趋于稳定状态,即为wf。
围岩蠕变造成岩土层内部结构出现裂缝,随着裂缝的不断扩大造成围岩强度降低。
软弱围岩隧道塌方特征及演化规律分析摘要:目的:为了提升隧道施工的安全性,本文提出对软弱围岩上隧道塌方的特征及破裂面演化规律进行研究。
方法:通过数值模拟方式对隧道塌方情况进行模拟,在模拟过程中对隧道地表沉降、塌落高度和跨度进行测定。
结果:随着塌方次数的增加,塌落的高度和跨度都逐渐增加,隧道的塌方会经过出现裂缝、破裂面形成、破裂面发展、塌方共四个阶段。
结论:为避免隧道塌方问题产生,可通过合理设置支护结构的方式提高软弱围岩的抗压能力,利用在隧道边缘打桩加固对围岩进行支护,使围岩形成稳定结构,提高隧道施工和运行安全性。
关键词:软弱围岩隧道;隧道施工;演化规律;塌方特征;中图分类号:U45 文献标识码:A1引言隧道是交通网络建设中重要的组成部分,近几年隧道建设发展十分迅速,无论是数量还是规格都在逐渐扩大。
一般情况下,隧道施工具有地质条件复杂、隐蔽工程量大以及工程施工空间有限等特点,因此上述因素的存在使得隧道施工难度进一步增加。
同时,当前能够为隧道施工提供条件的地质环境逐渐减小,隧道地质条件逐渐转向软弱围岩[1]。
在这一类型围岩上施工极易造成隧道围岩变形量增加,甚至造成塌方事故发生。
因此,针对这一类型的隧道施工,若想确保其施工安全以及后期隧道运行的安全,需要明确在软弱围岩上隧道塌方的实际特征,并在此基础上对其变化规律进行推演[2]。
基于此,本文选择以某隧道建设项目为依托,通过模拟其塌方情况明确具体的特征及演化规律。
2实验与方法2.1实验研究对象考虑到实验的安全无法在真实的隧道塌方条件下完成对其特征及规律的研究,因此选择以某软弱围岩隧道建设项目的各项资料信息作为依据,通过建立台架的方式,实现对隧道塌方的模拟。
台架的净空尺寸为2500mm×250mm×1250mm(长×宽×高),在设计过程中需要确保该结构的承压能力超过0.3MPa。
2.2实验材料与设备实验过程中所需的材料为丝光纸,所需仪器设备包括圆柱形气囊和空气压缩机,利用其实现对塌方的模拟。
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。
浅谈公路隧道穿越软弱围岩的变形与控制方法摘要:公路隧道施工是一个非常复杂而困难的过程,在施工过程中,经常会出现一些严重的问题,比如软弱围岩变形和支护不平衡。
所以,如何控制围岩的变形程度,使其不超出标准范围是隧道施工过程面临的一大问题,如果不能科学合理地解决这个问题,可能会导致一系列连锁反应,例如:支护变形、开裂、甚至坍塌等,这些问题将导致车辆无法在隧道中正常行驶,严重时可能给人们生命财产带来威胁。
因此,在公路隧道施工中要彻底消除安全隐患,从我国地理环境的实际情况出发,找出围岩变形的原因,针对性地进行研究,找出解决办法,保证公路隧道建设质量,保障人们的生命财产安全。
关键词:隧道施工;软弱围岩;变形控制一、软弱围岩概述近年来,随着社会经济的发展,我国公路建设也在迅速发展,公路隧道数量不断增加。
然而,在施工过程中不断出现各种复杂的技术问题,如公路隧道的围岩的变形、变形控制和各种原因导致的塌陷等。
以及跨越不同的地质灾害所面临的困难。
工程技术人员解决了喀斯特地貌、天然气地层和众多不良地质带来的难题,解决了公路隧道设计和施工的技术难点,施工技术大大提高。
其中一个较为普遍的问题是,当公路隧道穿越软弱岩层时,如果没有正确地实施措施,在初始阶段可能会发生大变形,甚至造成坍塌。
软弱围岩指的是指不稳定的岩石,其稳定性不符合标准,具有较强的风化作用,岩石质量较低。
其中,断裂区、围岩粘性土、黄土、膨胀土等较为常见。
软弱围岩的的不稳定还体现在,它的硬度和完整性较差,水文特征和气候条件日益影响到软弱围岩的稳定性。
此外,软土密度较低,裂缝也比较大,容易出现变形问题。
如果隧道穿过这片围岩,它将不可避免地导致岩层断裂和崩塌。
从岩层本身的角度来看,其砾石直径大于2mm,总质量小于50%。
土壤类型主要包括石土、砂砾土和砂砾土。
针对围岩的变形和控制方法,只需要研究粘土围岩及围岩周围的碎石,以解决其他围岩的变形问题。
为了解决隧道穿越软弱围岩时发生的变形问题,技术人员一直在实践中寻找解决办法,经过多年的实践研究终于找到一些有效措施,比如CD法和CRD法,这些方法有效地帮助解决了公路隧道施工中出现的围岩变形问题。
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。
软弱围岩隧道变形特征与控制技术探究摘要:文章重点分析软弱围岩隧道变形的机理,研究软弱围岩隧道工程出现变形问题的原因,并提出了隧道软弱围岩变形控制技术。
关键词:软弱围岩;隧道变形特征;控制技术1引言随着我国经济的快速发展和各项基础设施建设的不断推进,交通事业也取得较大进步。
其中在公路、铁路以及地下工程中,隧道工程数量逐渐增多且施工水平不断提高,但是在新建的隧道工程中,软弱围岩的隧道工程也占有较大的比例,增加了隧道工程施工的难度,如果不对其变形特征进行研究,并采取相应的控制技术进行处理和控制,就容易引发地质灾害其其他对隧洞工程造成危害的问题,影响隧道工程的施工质量和安全。
2软弱围岩隧道变形机理分析2.1从岩体蠕变发展过程进行分析在对具有软弱围岩性质的隧道工程进行施工过程中,引起围岩位移的重要因素就是在进行隧道开挖时导致软弱围岩具有流变的性质。
所以在对软弱围岩进行性能以及隧道变形机理分析时,除了需要对软弱围岩隧道的受力情况和稳定性进行分析之外,还需要对软弱围岩的流变性进行分析。
根据岩体蠕变的机理,其蠕变过程主要分为三个过程,分别为初始蠕变、等速蠕变和加速蠕变。
在初始蠕变的过程中,岩体蠕变的速度会逐渐变慢,此时的岩体变形问题则主要是以向开挖方向移动为特点,且移动的速度较慢。
但是随着初始蠕变阶段的进行,尤其是进行最后的初始蠕变阶段,这是的蠕变速度就会变得较为稳定,此时就会逐渐进入等速蠕变阶段。
在此阶段中,蠕变速度保持不变,但是随着时间的推移就会出现裂缝问题,且此裂缝会在此阶段中出现稳定的扩展现象。
如果此扩展现象逐渐过渡到最后的加速蠕变阶段,随着蠕变速度的不断增加,此裂缝也会加速扩展,直至出现围岩遭到破坏而出现失稳问题。
2.2从长期强度观点进行分析根据上文分析围岩蠕变时会具有一定的流变属性,而随着岩体蠕变的不断进行,就会逐渐降低岩体的强度,所以岩体的强度与时间变化存在某种关系。
且经过试验以及实际施工证明,围岩的长期强度对其稳定性有着重要的作用。
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。
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。
软弱围岩隧道变形及其控制技术相关分析发表时间:2016-05-28T13:37:56.550Z 来源:《基层建设》2016年2期作者:张琨玮[导读] 中国电建集团成都勘测设计院有限公司四川成都 611130 一般影响软弱围岩变形的主要因素是围岩的性质,包括围岩级别,围岩结构,地应力,岩体的力学性质、隧道埋深等。
张琨玮中国电建集团成都勘测设计院有限公司四川成都 611130 摘要:隧道围岩大变形常表现为断面缩小、拱顶下沉、周边收敛、基底隆起等现象,导致成洞困难或初期支护严重破坏。
隧道穿越埋深大、地应力高、岩体软弱等地质环境时,在开挖方法不当、支护抗力不足或不及时的情况下容易发生大变形。
关键词:软弱围岩;隧道变形;控制引言围岩是指受隧道开挖影响而发生应力状态改变的周围岩土体。
根据岩土体的强度,可将围岩分为坚硬围岩和软弱围岩两大类,软弱围岩主要包括软弱、破碎、富水等不良地质条件下的围岩,但不包括岩溶、瓦斯等特殊的围岩。
隧道穿越高地应力区及遇到软弱围岩体时,常产生软弱围岩大变形等相关地质灾害,对隧道软弱围岩大变形的有效合理防治与控制愈显紧迫与重要。
1软弱围岩隧道变形概述随着我国经济的高速发展,各项基础设施建设正在快速地推进。
我国是一个地形地质复杂多样的国家,在山区进行交通工程建设不可避免的会遇到大量软岩隧道,并且埋深也在不断加大,随之带来了诸多问题,隧道大变形破坏就是其中之一。
目前,关于隧道大变形仍没有一种学界公认的统一定义,根据前人的著述,其特点可描述为:深埋地下结构中表现出了与时间、岩体结构、水文地质条件、围岩岩性密切相关的特性,并受施工过程中的各种因素扰动的影响,这些因素反过来又影响施工和结构物长期运营的变形,比如交通隧道的变形。
其中,软弱围岩隧道的时效特性正引起工程界的高度重视。
软弱围岩具有明显的流变特性,与时间有着密不可分的关系,长期的工程实践表明,软弱围岩的变形和破坏并不是隧道运营初期立即完成的,而是经历很长时间不断变形的积累,出现大变形以致失稳和破坏。
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。
隧道软弱围岩变形施工控制探讨
隧道软弱围岩变形施工控制是指在隧道施工过程中,针对软弱围岩的变形特点,采取相应的措施加以控制,以确保隧道施工的安全和顺利进行。
隧道软弱围岩的变形控制对隧道的稳定性和安全性具有重要意义。
隧道软弱围岩的变形特点主要表现为围岩的松散、强度低、水分含量高等。
在施工过程中,围岩往往会发生变形和破坏,给隧道施工带来很大的困难。
为了控制围岩的变形,首先需要合理选择隧道的施工方法和工艺。
可以采用先支护后掌子面法,即在隧道壁进行初期支护后再掘进掌子面,以减少对围岩的破坏。
还可以采用预先加固等措施来提高围岩的强度和稳定性。
隧道施工过程中还需要进行合理的监测和测量。
通过监测围岩的变形情况,可以及时发现并采取相应的措施进行调整和修复。
常用的监测方法包括地下水位监测、位移监测和应力监测等。
通过不同的监测方法可以有效地掌握围岩变形的情况,保障隧道施工的安全和稳定。
施工中还需要合理配置工程机械和材料,以提高施工效率和质量。
对于软弱围岩,可以采用液压钻机、盾构机等能够适应不同地质条件的设备来进行开挖和支护。
也需要合理配置支护材料和胶结材料,以提高围岩的强度和稳定性。
隧道软弱围岩变形施工控制是一个复杂而关键的工程问题。
通过合理选择施工方法和工艺,合理配置工程机械和材料,并进行科学监测和测量,可以有效控制围岩的变形,保证隧道施工的顺利进行,并确保隧道的安全和稳定。
铁路隧道软弱围岩的定义1.引言1.1 概述铁路隧道作为一种重要的交通工程,在建设和运营过程中,遇到软弱围岩问题是一个普遍存在的挑战。
软弱围岩是指在地质力学上,具有低强度、低稳定性和易变形性的岩层或土层。
这些软弱围岩在铁路隧道的建设和运行中会导致安全隐患和工程质量问题。
本文旨在对铁路隧道软弱围岩进行定义和研究,探讨其特点以及处理建议。
首先,我们将介绍软弱围岩的概念,定义软弱围岩的特征和判定方法;其次,我们将重点讨论铁路隧道中软弱围岩的特点,分析软弱围岩对隧道结构稳定性和运行安全的影响。
通过对铁路隧道软弱围岩的定义和分析,我们可以更深入地理解该问题的本质,并为隧道工程的设计、施工和维护提供科学依据和技术支持。
同时,针对软弱围岩的处理建议将有助于提高隧道工程的可持续发展和运营效率,减少事故风险和成本开支。
在接下来的章节中,我们将对铁路隧道软弱围岩的定义进行详细阐述,并探讨软弱围岩对隧道工程的影响。
最后,我们将从理论和实践的角度出发,提出相应的处理建议,以应对软弱围岩问题。
通过这些措施,我们可以提高铁路隧道的工程质量和运行安全性,为人们的出行提供更加可靠和高效的服务。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:第二部分:正文2.1 铁路隧道软弱围岩的定义在本部分中,将对铁路隧道软弱围岩的定义进行详细阐述。
我们将介绍软弱围岩的概念以及铁路隧道中软弱围岩的特点,以便更好地理解软弱围岩在铁路隧道工程中的重要性和影响。
2.1.1 软弱围岩的概念软弱围岩指由于岩性、结构、胶结等因素导致其力学性质较差的围岩。
在铁路隧道工程中,软弱围岩的特点是通常具有较低的强度、较高的变形性和较低的围岩质量。
这种围岩往往会给隧道建设和维护带来一系列的技术难题和工程风险。
2.1.2 铁路隧道中软弱围岩的特点铁路隧道中软弱围岩常见的特点包括:a) 强度较低:软弱围岩的强度往往不能满足对隧道工程的要求,容易发生破坏和塌方的风险。
b) 变形性较高:软弱围岩在受力作用下容易发生大变形和沉降,给隧道工程的稳定性和安全性带来一定的挑战。
软弱围岩隧道大变形原因分析及应对措施发布时间:2021-05-11T23:59:11.059Z 来源:《防护工程》2021年2期作者:蒋佳[导读] 风险防控措施、开挖方法、量测等级管理四个方面进行了总结,以供类似工程借鉴参考。
中铁五局二公司湖南省衡阳市 421000摘要:本文结合南村隧道软弱围岩变形控制实例,根据不同变形状态从监控量测实时分析、风险防控措施、开挖方法、量测等级管理四个方面进行了总结,以供类似工程借鉴参考。
关键词:监控量测软弱围岩微台阶变形控制1.引言中老铁路是中国与老挝之间通行的一条铁路,是泛亚铁路中线的重要组成部分。
磨万铁路一标段共有10座隧道,隧道总长29.763km,隧道围岩以Ⅳ级、Ⅴ级围岩为主,其中Ⅳ级围岩16.585km,占设计的55.7%;Ⅴ级围岩12.351km,占设计的41.5%;软弱围岩占比大。
因老挝地区基建差,无同类别施工经验可参考。
软岩变形一直是整个线路隧道施工的一大难题,如果现场不能有效措施及时控制软弱围岩变形工作,将给施工质量安全带来较大风险。
本文通过南村隧道软岩收敛突变、最终有效控制的应用实例,阐述监控量测等级管理、微台阶开挖方法在软弱围岩隧道施工中的的重要性。
2.工程概况南村隧道,隧道进口里程D2K24+040,出口里程D2K28+290,全长4250m。
隧道为单面下坡,进口~D2K24+050段、D2K27+650~出口段为顺层偏压,D2K27+675~D2K27+805段为浅埋段,隧道最浅埋深仅15m。
隧道采用“一斜井”的辅助坑模式,斜井长420m。
隧道正洞围岩Ⅳ级与Ⅴ级构成,其中Ⅳ级围岩2100延米,占整个隧道49.73%。
Ⅴ级围岩2123延米,占整个隧道50.27%;南村隧道穿越主要地层岩性三迭系中上统砂岩、炭质页岩夹泥岩、煤线、下统砂岩、灰岩、泥灰岩夹泥岩,二叠系上统泥灰岩夹砂岩、泥岩、炭质页岩。
D2K27+840~D2K27+970段开挖揭示围岩以炭质泥岩、砂岩、泥岩为主,强~弱风化,差异风化明显,围岩软硬不均。
软弱围岩隧道变形特性分析
发表时间:2018-12-20T10:33:31.127Z 来源:《防护工程》2018年第26期作者:杨璐[导读] 根据软弱围岩现场监测情况,对软弱围岩隧道变形特性进行了分析。
江西省高速公路投资集团有限责任公司江西宜春 336000 摘要:根据软弱围岩现场监测情况,对软弱围岩隧道变形特性进行了分析。
利用三维有限差分,对深埋隧道围岩变化的时空效应变化情况进行了计算研究。
软弱围岩隧道变化特性主要变现为:隧道软弱围岩变形除具有一般的隧道围岩变形相同特性外,还有初期变形速率大、变形持续时间长,围岩破坏范围更大,隧道时空效应变形较大;地表沉降变化距开挖面距离成曲线变化等特性,对指导施工具有很好
的借鉴意义。
关键词:隧道变形;软弱围岩;变形特性;有限差分
一、引言
在我国随着土木工程的飞速发展,预计自21世纪至中期将是我国大规模建设地下工程的年代。
在大量的工程实践过程中,软弱围岩大变形是我们经常遇见的问题,造成了隧道界面侵限、初期支护破裂、坍塌等大变形灾害。
在软弱围岩隧道施工过程中大变形问题尤为突出。
引起隧道大变形主要有两方面原因:其一,具有遇水发生膨胀效应的矿物成分,矿物质发生膨胀效应导致隧道的周边产生大变形;其二,受高地应力作用软弱围岩将会发生挤压性变形效应,由于岩石的强度较低在复杂应力作用下,在开挖隧道后,周边将会发生大范围的塑性破坏,塑性区内的岩体发生挤压、剪切作用,导致围岩中的质点向开挖区域移动而产生大变形。
在软弱围岩中开挖隧道,隧道洞周边围岩的变形具有一定的时间效应,在初期支护和二次衬砌结构施作完成后,围岩的变形也不能立即稳定,其变形将会随时间的推移而发展,最终缓缓趋于稳定。
同时,随着隧道开挖使围岩应力得到初步释放,致使隧道围岩的变形同时具有空间效应。
关宝树[1]、何满潮[2]、房倩[3]、刘建友[4]、孙峰[5]、徐卫亚[6]、孙元春[7]、张祉道[8]等学者针对软弱围岩地下工程的力学特性利用理论解析、数值模拟、现场监测等方法进行了研究。
由于隧道工程特点和地质环境的复杂性,这些研究成果在工程建设中一直没有得到很好地应用。
二、隧道围岩的变形特性
隧道开挖造成的围岩变形受多重因素的影响,它是一种缓慢演变的过程。
隧道围岩变形相关因素包含有岩石特性、地下水状态、隧道断面尺寸形状、开挖工法、支护措施和支护施作时机等。
其中地质因素和工程活动因素具有不确定性,所以在工程建设中很难对隧道围岩变形进行精确计算;然而从统计意义上而言,隧道围岩变形在时空分布上,仍然具有一定的规律性和可预测性。
根据隧道围岩变形的发生机制,围岩变形可分为两种:结构变形和材料变形。
其中,结构变形可以根据岩层地质特征和力学特征分为结构面的张开或闭合变形;材料变形则可以根据力学性质分为黏性变形、弹性变形和塑性变形[9-10]。
根据隧道围岩变形的时空效应,围岩变形又可分为掌子面超前、掌子面挤出和掌子面后方变形三种形态。
隧道开挖使围岩原有的平衡状态发生变化,由此将会引起隧道掌子面周围的围岩变形。
根据隧道纵向变化的特点把隧道变形分成三个阶段[11]:(1)掌子面前方的超前变形阶段,(2)掌子面后方变形急剧增大段阶段,(3)变形稳定阶。
在一般围岩状况下,掌子面处的超前变形量占总变形量的25%左右[12];围岩状况越差掌子面前方超前变形量越大,但是超前变形量所占总变形量的比值越小。
虽然隧道工程中的常规变形监测不能够完全反映隧道围岩的总变形量,但是可以通过监测到的变形量和变形速率对隧道围岩的稳定状况进行评判,进一步选择合理的时机施作初期支护和二次衬砌。
现场监测结果与分析
图1我国某隧道拱顶沉降的监测结果
我国学者对某隧道掌子面拱顶上方沉降进行监测,其沿隧道纵向水平设置长约50m监测管的方法,以此得到隧道拱顶沉降的空间分布特征[13],如图1所示。
我国学者采用现场监测方法,得到某隧道三台阶开挖法施工引起的地表沉降时程曲线变化[14],如图2所示。
由图1和图2分析可得:隧道开挖掌子面至监测断面前,拱顶和地表都具有一定的变形,其变形量占最终变形量的20%左右,其掌子面处的监测断面变形速率最大,掌子面后方围岩的变形将缓慢趋于稳定。
图2我国某隧道引起的地表沉降的监测结果
三、数值模拟结果与分析
利用三维有限差分软件以某高速铁路隧道三台阶开挖法施工为例,其开挖跨度D=14.8m,开挖高度H=12.5m,以此进行模拟分析隧道围岩变形的特征。
围岩条件取V级围岩,计算参数和模型网格如图3所示;模拟计算采用三台阶开挖至三维模型沿隧道纵向的中间截面(开挖进尺2.5m),忽略支护结构对围岩变形的抑制作用,以此尽可能地真实反映出隧道施工所造成的围岩变形特性。
三维模型的位移边界条件:四周采用自由边界;隧道埋深:200m,围岩重度:20kN·m-3,因此应力边界统一取4Mpa,且不考虑围岩
自重对该隧道计算模型的影响。
隧道模型参数如表1.
图5 掌子面挤出变形曲线
四、结论
(1)由隧道围岩变形发生的机制进行划分,可将其分为两种变形:材料变形和结构变形;由隧道围岩变形的时空效应进行划分,可将其分为三种变形:掌子面超前变形、掌子面挤出变形和掌子面后方变形。
(2)隧道软弱围岩变形和一般的隧道围岩变形相同特性之处外,还有以下主要特征:初期变形速率大、变形持续时间长,围岩破坏范围更大,隧道时空效应变形较大;地表沉降变化随距开挖面距离成曲线变化。
(3)三台阶开挖过程中,拱顶沉降和水平收敛初始阶段变化速率和变化幅度均较大、持续时间长;初期支护完成后,拱顶沉降和水平收敛速率依然会持续变化,达不到稳定状态,至此需及时施作二次衬砌,由二衬结构分担部分围岩荷载,防止初期支护变形过大造成侵限危害。
参考文献:
[1] 关宝树,赵勇.软弱围岩隧道施工技术[M].北京:人民交通出版社,2011.
[2] 何满潮,景海河,孙晓明.软岩工程力学[M].北京:科学出版社,2002.
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[4] 刘建友,赵勇,李鹏飞.隧道围岩变形的尺寸效应研究[J].岩土力学,2013,34(8):2165-2173.
[5] 孙峰.深埋软岩隧道管片综合受力分析[J].土工基础,2017,31(2):214-216,225.
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[14] 章良兵.大跨矿山法隧道新型支护结构关键技术研究及工程应用[D].北京建筑大学,2017.作者简介:杨璐,(1988.8.28-),男,
汉族,出生地:江西省萍乡市,研究方向:道路、桥梁及隧道。