软岩隧道基底病害及工程措施

《软岩隧道基底病害及工程措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、高地应力软岩隧道基底病害及工程措施*********（中铁二院工程集团有限责任公司，成都610031）摘要:本文依托川藏线上高岩温隧道相关资料，首先调研了现有高地应力的分级，其次针对高地应力围岩条件下软岩隧道基底病害——底臌，总结其变形的机理和原因，归纳了底臌的控制措施，为类似的隧道工程提供参考。关键词：隧道底鼓；变形机理；控制措施中图分类号：文献标识码：Highstresssoftrocktunnelbottomdamageandengineeringmeasures*********(ChinaRailwayEryuanEngineeringGroupCo.Ltd,

2、Chengdu,Sichuan610031,China)Abstract：ThispaperreliesondataofhightemperatureofrocktunnelontheSichuanTibetline.Firstly,theclassificationofhighgroundstressisinvestigated.Thenthehighgeostresstunnelbottomsoftrocksurroundingrockundertheconditionofthedisease--thebottomheave.Summarizingthemechan

3、ismandreasonofthedeformationofthefloorheavecontrolmeasuresaresummarized,Thispaperprovidesreferenceforsimilartunnelprojects.Keywords:Drumatthebottomofthetunnel;Deformationmechanism;Thecomprehensivemeasures1.高地应力软岩概述近年来，随着我国交通事业的不断发展，穿越高地应力区软岩隧道越来越多，给我国隧道设计和施工带来了新的挑战。川藏线主要穿越了青藏高原的四条板块缝合带，板

4、块缝合带的不良地质构造会对下穿的隧道造成很大的影响，会产生高温高压地下水（地热）、软岩变形和岩爆风险（高地应力）、活动断裂、斜坡崩滑、泥石流等灾害。其中新都桥~林芝段南线国道318线高尔寺山，工卡拉山，剪子湾山等埋深仅几百米的越岭隧道均出现不同程度的大变形。通过工程类比，由新都桥至理塘越岭深埋隧道多为砂板岩等软质岩，因此存在大变形的风险较北线高。北线共计存在软岩大变形风险隧道7座，南线存在软岩大变形风险的隧道为10座。因此控制高地应力软岩隧道基底的变形成为隧道建设中亟待解决的问题。1.1高地应力分级对于地应力的分级，国内外没有统一的标准，目前主要采用3种方法进行分级[1

5、]。(1)数值法:工程实践中往往将大于20～30MPa的地应力称为高地应力。(2)应力比法:采用水平应力和垂直应力的比值(n)进行分级。n=1～1.5时为一般应力，n=1.5～2时为较高地应力，n>2时为高地应力。该方法强调了水平应力的作用。(3)强度应力比法:采用岩石单轴抗压强度和最大水平主应力的比值（）,沪进行地应力分级，该方法反映了岩体的承压能力。世界部分国家按该方法进行地应力分级结果见表1-1。表1-1世界部分国家地应力分级标准国家、地区及单位强度应力比极高地应力高地应力中等地应力低地应力法国隧协<22～4>4日本应用地质协会<22～4>4前苏联顿巴斯矿区<2.

6、22.2～4>4中国《TB10003-2005铁路隧道设计规范》<44～7根据《铁路隧道设计规范》，初始应力评估见表1-2。表1-2初始地应力场评估基准初始地应力状态主要现象评估基准()极高应力硬质岩开挖过程中时有岩爆发生，有岩块弹出，洞壁岩体发生剥离“新生裂缝多”成洞性差软质岩岩芯常有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体有剥离"位移，极为显著，甚至发生大位移"持续时间长，不易成洞高应力硬质岩开挖过程中，可能出现岩爆，洞壁岩体有剥离和掉块现象，新生裂缝较多，成洞性较差软质岩岩芯时有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体位移显著，持续时间较长，成洞性差岩石单轴饱和抗压强度Rc与定性划分的岩

7、石坚硬程度对应关系，见表6-3。表6-3Rc与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系Rc/MPa<55～1515～3030～60>60坚硬程度极软岩软岩较软岩较坚硬岩坚硬岩2.高地应软岩隧道底臌机理和原因2.1底臌的机理在软岩隧道基底变形中，底鼓往往占据了很大一部分，隧道的底鼓容易引起线路的不平顺，危害行车安全。根据围岩岩性将隧道底鼓分为四类：①膨胀性软岩底鼓；②高应力软岩底鼓；③节理化软岩底鼓；④复合型软岩底鼓。每类软岩隧道底鼓的机理和特征见表2-1[2]。表2-1软岩隧道底鼓变形机理及特征软岩类型变形机理变形特征膨胀性软岩遇水发生物理，化学