高地应力软岩隧道大变形控制技术(-80)

川藏铁路高地应力软岩大变形隧道施工方法分析吴军国，高飞（中铁四局集团第二工程有限公司，江苏苏州215000）作者简介：吴军国（1979$），男，湖南衡阳人，毕-于北京交通大铁道工程本科，，高级工程师；专—方向：1下工程施工。

;册嗥»:酣：中图分类号：U455.4文献标识码:A文章编号：（007-7359（202/）03-0140-06DOI：10.16330/ki.1007-7359.2021.03.069!引言川藏铁路是国家"十三五”重大建设项目计划中的重中之重，是西藏自治区对外运输通道的重要组成部分，是引导产业布局、促进沿线国土开发、整合旅游资源的黄金通道。

规划建设川藏铁路对西藏、四川乃至中国西部经济社会发展具有重大而深远的意义。

川藏铁路雅安至林芝段地貌形态主要受青藏高原地貌隆升的影响，总体地势西高东低。

为我国地势第二梯度的四川盆地过渡到第三梯度的青藏高原，地势急剧隆升抬起，为典型的“V”形高山峡谷地貌，具有“三高、两强”的典型地质特征,表现为：高烈度地震、高地应力、高地温，强烈发育多样化地质灾害、强烈发育深大断裂，造就了川藏铁路极为复杂的宏观地质环境。

高地应力软岩大变形隧摘要：文章依托川藏铁路项0%1应力软5大789道工程，通过对川藏铁路沿线1质条件分析,结合川藏铁路施工JK及软5大78EM管理研Q。

对9道不同等级高1应力软5大78段采取YZ预留78量、长'锚杆相结H、多层支护体系、早高强喷射混凝土、衬rs后设置消能缓冲层等措施综,对类似工程施工具有一定的借鉴意义。

关键词：川藏铁路；高1应力；软5大78；施工技术道通常具有围岩变形量大、变形速率高、变形持续时间长等特点，部分地段甚至出现初支变形破坏、钢架扭曲、侵限拆换等现象，给设计和施工带来极大的困难。

隧道施工中高地应力作用下软岩大变形段的安全、快速、有效治理，一直被誉为“世界性难题”，是决定川藏线建设成败的关键因素。

1引言在铁路隧道建设中,高地应力环境下的软弱围岩大变形隧道是一种特殊地质状况下的大变形隧道,其形状有很大的突发性,在大变形影响下产生的特征为断面减小、拱顶沉降、拱腰裂开、基底鼓起等。

部分区域已完成的二衬构造甚至会出现裂缝损坏,给建设进程与运营安全带来巨大的挑战。

因此,对软岩大变形铁路隧道施工变形控制理念和措施的探讨极具必要性。

2工程概况高速铁路某隧道为单洞双线隧道,左右线线间距4.6m ,30译单面上坡,进、出口里程分别为DK84+127和DK86+840,全长2713m 。

隧道经过的软岩地层以泥质页岩为主,局部夹砂岩,页岩颜色为灰黑,软弱泥质与白色云母夹层居多,强度非常差。

页岩层厚在3~10cm ,多为薄层状,层理明显,产状歪曲,挤压作用显著,岩层破裂,强度极差,用手揉成粉,遇水软化成泥;顺层发展,有平滑的顺层,在层中大部分为软泥夹层,节理、层理发展与分割强烈,围岩完整性极低,隧道左拱有不稳定面,开挖后坍陷、脱落严重。

在高应力区,会出现较大移动与变形。

3高地应力作用下的软岩隧道挤压变形隧道开挖后,围岩形成临空面,结构体系发生变化,内应力重新分布,在此过程中,当围岩强度应力比达到一定程度时,将造成隧道挤压变形。

高地应力是一种相对论[1],其与围岩强度(R b )相关。

换言之,当围岩中的最大地应力和强度之比到达一定程度时,才可称高地应力,又称极高应力。

研究表明,当强度应力比小于0.3~0.5时,即能产生比正常隧道开挖大一倍以上的变形。

这时洞附近会产生大面积塑性区,由于挖掘产生围岩质点挪动与塑性区的“剪胀”效应,洞周将产生很大位移。

圆形隧道弹塑性分析结果还显示,当强度应力比小于2时洞周将产生塑性区,塑性区随强度应力比值的减小而增大。

大变形主要因素之一是高地应力。

软岩变形主要特点如下:1)变形持续久、较大的塑性变形量以及变形速率快;2)流变特性强,变形具备较强的时间与空间效应,一经变【作者简介】崔勇（1977~），男，四川成都人，工程师，注册监理工程师，从事铁路工程监理研究。

玄真观隧道高地应力变形控制施工技术欧有扬（中铁二局四川成都 610000）摘要：兰渝铁路玄真观隧道施工中受到高地应力影响，造成初期支护喷射砼开裂掉块、钢架扭曲变形、仰拱填充砼隆起等破坏现象。

该隧道区域原岩应力较大且以水平构造应力为主，施工过程中通过超前地质预报与监控量测工作、超短台阶开挖、减少对围岩的施工扰动、合理预留变形量、让应力充分释放、加强支护、提高仰拱衬砌刚度等措施，有效控制了围岩大变形。

本文主要介绍了玄真观隧道高地应力变形原因分析与控制施工技术，并对高地应力引起大变形施工技术进行探索与实践，确保了工程顺利推进。

关键字：隧道工程高地应力软岩大变形控制措施1、引言目前我国铁路飞速发展，隧道比例大且铁路标准不断提高，穿越高地应力等各种复杂地质情况的长大隧道工程越来越多。

隧道施工中会发生大变形，导至支护系统开裂、发生塌方、结构破坏等情况，严重影响施工进度与安全，增加施工成本。

玄真观隧道斜井工区进入正洞施工以来，受高地应力影响，多处围岩和初期支护喷射砼片状错裂、崩块掉落、钢架扭曲、仰拱填充砼隆起等破坏现象，严重影响施工。

施工中对地应力变形原因进行了深入分析，结合现场实际地质情况制定有效控制变形的技术措施，通过现场施工实践对控制地应力变形的难题得出了一些结论，可为同类隧道工程设计与施工控制提供理论依据，并有待继续研究和完善。

2、工程概况兰渝铁路玄真观双线隧道全长7447m，为高瓦斯隧道。

位于构造侵蚀低山区，单面山跌岭山貌；洞身地形起伏较大，坡面覆盖2～8m 坡崩积粉质粘土；地面坡度15°～35°，局部呈陡崖状，地面标高第 1 页共 10 页570m～975m，相对高差405m。

隧道区覆盖层主要为第四系全新统坡洪积层、残破积层、崩坡积层，下覆基岩为白垩系剑阁组、剑门关组砂岩、泥岩，呈中厚层状。

从2011年9月开始，玄真观隧道DK626+180（顺线路大里方向）开始出现掌子面及上台阶围岩开裂、初期支护喷射砼开裂崩块掉落、型钢扭曲变形、仰拱填充砼隆起等破坏现象。

软弱围岩隧道大变形施工控制技术摘要：在我国西部山区，分布有大范围的软岩地层，其中千枚岩的分布极为广泛，如兰渝铁路线上的木寨岭隧道，318线上的鹧鸪山隧道以及在建的九绵高速等多条高速公路隧道等。

该类岩体具有强度低、性状差、遇水易软化等特点，加之穿越高地应力、高烈度区软岩隧道建设过程中大变形灾害问题凸显，严重危及了隧道施工安全。

因此，开展软弱围岩隧道施工技术与支护技术的深入探讨，对于保证工程施工的安全性与质量的来讲非常重要。

本文以白马隧道为例，通过对该隧道的施工总结分析了一套软岩大变形隧道施工控制方法，并进行了理论和实地测试，对其在变形地段中的运用进行了探讨。

关键词：软岩隧道；大变形；施工控制措施引言：当前，业界对软弱围岩隧道的受力机制和技术仍处在探索性和探索性试验中，对其进行大变形特性的分析和找出行之有效的防治技术是非常必要的。

根据隧道的实际监测和理论研究，对白马隧道的大变形进行了研究，并给出了相应的技术措施。

一、软弱围岩大变形控制理念（一）刚性控制采用刚性控制理念法，通过大钢拱架、大厚度喷射混凝土、超前大管棚、掌子面长锚等措施，采用“以刚克刚”的方法克服了隧道的围岩变形。

该技术主要用于在埋深浅、地应力较小的情况下，对围岩的变形进行了有效的处理。

适合于围岩破碎、力学性能较低、地表沉降和隧道变形要求较高的地区。

（二）柔性控制柔性控制理念主要是利用增大预留变形，使隧道产生位移，使围岩体的应力得到最大程度的缓解，从而使支护体的受力最小化。

其控制手段主要有分段综合控制、伸缩支护和多重支护等。

在地应力较小、埋深较小的情况下，采用刚性支撑理论进行围岩变形的方法是切实可行的。

但对于地下工程中的大深度和高地应力，宜采用柔性支护技术。

（三）刚柔结合控制理念刚柔结合的控制理念是以刚性的预支护法来有效地控制掘进过程中的围岩体的应力释放速率；采用柔性初期支护对早期隧道的早期变形进行了抑制，同时采取了超前和早期支护措施，使围岩的变形保持在一个较好的水平。

高地应力软岩大变形隧道施工技术浅析发布时间：2021-06-22T09:47:55.893Z 来源：《基层建设》2021年第8期作者：王亚鹏[导读] 摘要：成兰铁路于2011年3月开工建设，线路起于成都，向北延伸连接兰渝铁路哈达铺站，是川西高原上修建的第一条铁路，位于绵阳高川的跃龙门隧道左、右线全长40023米，穿越我国著名的龙门山地震活动带和龙门山褶皱断裂带，隧道埋深大，岩体为极其破碎的碳质千枚岩、碳质板岩等，80%为高应力-节理化（HJ）复合型软岩，围岩强度应力比0.10～0.25，有极强崩解性、分散性、流变性、易扰动性、可塑性，局部地段围北京铁城建设监理有限责任公司北京 100855摘要：成兰铁路于2011年3月开工建设，线路起于成都，向北延伸连接兰渝铁路哈达铺站，是川西高原上修建的第一条铁路，位于绵阳高川的跃龙门隧道左、右线全长40023米，穿越我国著名的龙门山地震活动带和龙门山褶皱断裂带，隧道埋深大，岩体为极其破碎的碳质千枚岩、碳质板岩等，80%为高应力-节理化（HJ）复合型软岩，围岩强度应力比0.10～0.25，有极强崩解性、分散性、流变性、易扰动性、可塑性，局部地段围岩手捏成粉，隧道不良地质复杂多变，主要有高地应力、高地温、岩爆、断层破碎带、高瓦斯及硫化氢有害气体、岩溶富水、下穿河道等，同时隧道外部环境受汶川地震影响，危岩、落石、崩塌、山体滑坡及泥石流等地质灾害频发，洞内多处出现严重大变形，施工中采取超前预报与超前支护措施，快挖、快支、快锚、快封、快成环，让初支结构及时承载，减小高地应力环境和不良地质条件下初支变形风险。

关键词：高地应力；软弱围岩；大变形；施工技术1引言在建成兰铁路成都至川主寺试验段（简称“成川段”）位于四川省境内，全长275.8km，是汶川大地震灾后重建项目，是我国又一条海拔3000米以上的高原铁路，平原标以路基、桥梁为主，隧道标以长大隧道群为主，线路进入龙门山山脉后首座隧道跃龙门隧道在施工中遇到各类软岩大变形，工程地质呈现出典型的“四极三高”特征，即：地形切割极为强烈、构造条件极为复杂活跃、岩性条件极为软弱破碎、汶川地震效应极为显著；高地壳应力、高地震烈度和高地质灾害风险叠加，不良地质恶化，截止2021年4月开挖统计隧道范围内软岩大变形段落占比46.6%，工程建设难度好比“冻豆腐”上修青藏铁路、“软豆腐”上修宜万铁路，说在“烂豆腐”上修成兰铁路也不为过。

隧道高地应力软岩大变形弹性支架法施工工法隧道高地应力软岩大变形弹性支架法施工工法一、前言隧道工程是现代城市建设中非常重要的一项基础工程，而软岩地层隧道的施工面临着高地应力和大变形的挑战。

为了解决软岩隧道施工中的问题，隧道高地应力软岩大变形弹性支架法应运而生。

该工法通过采取适当的施工工艺和技术措施，可以充分利用地层应力的作用，实现软岩隧道的安全施工和稳定性控制。

二、工法特点隧道高地应力软岩大变形弹性支架法的主要特点如下：1. 应用范围广：适用于软岩地层隧道的施工，特别是在高地应力和大变形条件下具有较好的适应性。

2. 抗震性好：采用弹性支架的结构，可以有效吸收震动能量，提高隧道的抗震性能。

3. 施工周期短：通过合理的施工工艺和组织方式，可以降低施工周期，提高施工效率。

4. 施工质量高：采用先进的施工工艺和技术措施，能够保证施工质量达到设计要求。

三、适应范围隧道高地应力软岩大变形弹性支架法适用于软岩地层隧道的施工，特别是在高地应力和大变形条件下。

该工法可以应用于各类地质条件和隧道类型，如城市地铁隧道、水利隧道以及公路和铁路隧道等。

四、工艺原理隧道高地应力软岩大变形弹性支架法的工艺原理是在施工过程中充分利用地层应力的作用，并通过合理的技术措施实现软岩隧道的稳定施工。

具体包括以下要点：1. 弹性支架设计：根据隧道的地质条件和设计要求，设计合理的弹性支架结构，使其能够充分吸收地层应力和变形。

2. 施工承压设备：选用适当的施工承压设备，确保支架的紧固和稳定，保证施工过程中的安全性。

3. 排除地层应力：通过钻孔、爆破和喷浆等方式，排除地层中的高地应力，减小地层的变形。

五、施工工艺隧道高地应力软岩大变形弹性支架法的施工工艺包括以下阶段：1. 地质勘察：对隧道施工区域进行详细的地质勘察，了解地层的情况和变形特点，为施工做好准备。

2. 预处理工艺：通过钻孔、喷浆等方式，排除地层中的高地应力，减小地层的变形。

3. 弹性支架安装：按照设计要求，安装弹性支架结构，确保其紧固和稳定。

高地应力偏压软岩大变形隧道施工工法高地应力偏压软岩大变形隧道施工工法一、前言高地应力偏压软岩大变形隧道施工工法是一种针对高地应力偏压软岩地层的大变形隧道施工工法。

在这种类型的地质条件下，传统的施工工法往往难以满足工程需求，因此需要采用一种创新的施工工法来应对挑战。

二、工法特点该工法的特点是能够有效处理高地应力偏压软岩地层的大变形问题，确保隧道的稳定性和安全性。

在施工过程中，采用了一系列的技术措施来应对地质条件的挑战，包括预应力锚索技术、预增压技术、支护结构设计等。

三、适应范围该工法适用于高地应力偏压软岩地层的大变形隧道的施工，尤其适用于地质条件较为恶劣的情况下，如高地应力、偏压、软岩等。

该工法可广泛应用于城市地下交通、水利工程、矿山工程等领域。

四、工艺原理高地应力偏压软岩大变形隧道施工工法的工艺原理是根据地质条件和工程要求，采取相应的技术措施来实现隧道的施工和支护。

首先，通过地质勘探和试验，确定地层的性质和特点，以及高地应力和偏压的程度。

然后，根据这些数据，设计合理的支护结构，包括预应力锚索和预增压等技术。

最后，根据实际情况，采用合适的机具设备来进行施工作业。

五、施工工艺该工法的施工工艺包括以下几个阶段：工程准备阶段、预应力锚索施工阶段、预增压施工阶段、支护结构施工阶段等。

在每个施工阶段，都有具体的工程操作和技术要求，包括岩层钻探、锚索灌注、增压注浆、支护结构安装等。

六、劳动组织对于高地应力偏压软岩大变形隧道施工工法，劳动组织是至关重要的一环。

根据施工工艺的要求，需要组织合理的人力资源和物资供应，确保施工进度和质量的达到预期目标。

此外，还需要合理安排人员的工作时间和空间，确保施工安全和效率。

七、机具设备该工法需要使用一系列的机具设备来支持施工过程，包括钻机、搅拌机、注浆泵等。

这些设备需要具备一定的特点和性能，以满足施工的需求。

同时，施工人员需要掌握这些机具设备的使用方法和操作技巧，确保施工的顺利进行。

高地应力软岩隧道变形规律及让压支护技术研究
随着城市化的不断发展，地下交通建设日益增多，软岩隧道作为地下交通的重要组成部分，受到了广泛的关注。

然而，由于软岩隧道地质条件的复杂性和高地应力的存在，隧道在施工和使用过程中会出现一系列的变形问题，如地表沉降、隧道变形等，给隧道的稳定性和安全性带来了巨大挑战。

高地应力是指地下深部岩石或土体受到的巨大应力。

在软岩隧道中，高地应力往往是隧道变形和地质灾害的主要原因之一。

高地应力的存在导致了软岩隧道的变形规律与一般隧道不同。

研究软岩隧道的变形规律，对于制定合理的支护方案和保障隧道的稳定性具有重要意义。

在软岩隧道的变形规律研究中，让压支护技术是一种常用的方法。

让压支护技术是通过施加合适的水平预压力，使隧道周围的岩体形成一个与隧道内部变形相对的变形体系，从而减小隧道的变形量和应力集中。

让压支护技术的核心是通过控制岩体的变形，减小隧道周围的应力释放，提高隧道的稳定性和安全性。

让压支护技术的研究主要包括两个方面：一是预测软岩隧道的变形规律，为让压支护方案的制定提供依据；二是开展让压支护技术的施工实践，验证其效果和可行性。

在预测软岩隧道变形规律方面，需要通过现场观测和数值模拟等手段，结合软岩隧道的地质条件和高地应力特点，确定隧道的变形规律并制定相应的
让压支护方案。

在实践中，需要选择合适的让压支护材料和施工工艺，确保支护效果和施工质量。

总之，高地应力软岩隧道的变形规律研究及让压支护技术的研究是解决软岩隧道变形和地质灾害问题的重要途径。

通过深入研究软岩隧道的变形规律，结合让压支护技术的应用，可以有效提高隧道的稳定性和安全性，为地下交通建设的持续发展提供有力支撑。

八台山隧道高地应力下硬岩岩爆与软岩大变形专项方案一、工程概况1、概况城口至万源快速公路通道工程采用二级公路标准，设计速度为60公里/小时；路基宽度为12米。

城口至万源快速公路通道CW10合同段位于四川万源堰塘乡布袋溪村，里程为K46+000～K48+640，全长2.640km。

本合同段主要工程内容为八台山隧道主洞2480m/0.5座，避难通道2450m/0.5座，1-4*3m 钢筋砼盖板涵一座，路基土石方5115m3。

八台山隧道主洞起止里程K43+205～K48+480，全长5275m,避难通道起止里程YK43+206～YK48+450，全长5244m。

属特长隧道。

其中主洞K46+000～K46+480段、避难通道起止里程YK46+000～YK48+450，位于CW10合同段内，是本合同段的控制性工程。

2、地形地貌八台山隧道进口位于重庆市城口县双河乡干坝子河村、出口位于四川万源堰塘乡布袋溪村。

隧道穿越的八台山，受地质构造控制，山脊由东向西横亘，山脊两侧为面积较小的山湾。

形成山丘、山脊与沟谷相间形态，以山丘为中心形成向四周发育的“爪”状山沟；隧道轴线地面最高点位于洞身段K44+610的山脊顶部，标高为1797.74m,一般地面标高740.0～1596.2m，最低点位于隧道进口的溪沟底部，标高731.50m左右，相对高差856.2m.隧道区地貌形态为构造剥蚀、溶蚀中山地貌单元区。

3、工程地质八台山隧道地质复杂，裂隙倾角大，多为陡倾裂隙，节理面较平直，呈微张～张开状，宽1-50㎜不等，裂隙面附褐色铁质膜，局部为泥质充填。

由洞口向洞身地质条件依次为:（1）出口段位于一斜坡上，地表覆盖有第四系崩坡积块石土，基岩为三叠系下统嘉陵江组的盐溶角砾岩。

角砾状结构、岩溶发育。

（2）本隧道洞身段主要为III～V级围岩，构成III级围岩的地层岩性以灰岩为主，呈中厚层状。

跨度5米，跨度5～10米，可稳定数月，可发生局部块状位移及小～中塌方；构成IV级围岩的地层岩性以大冶组、栖霞组灰岩为主，呈薄～中厚层状。

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。