浅析公路隧道大变形的施工处治技术

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1、浅析公路隧道大变形的施工处治技术：本文利用国内外已有成果，结合某隧道实体工程，研究分析了软弱围岩隧道大变形施工处治技术，归纳出了其围岩大变形的破坏特征，分析了其大变形产生的原因，提出了合理的施工方法和处治措施，可供软弱围岩隧道施工参考。　　关键词：隧道软弱围岩，变形监控量测及处治　　Abstract:thispaperuseathomeandabroad,results,ationtreatmenttechnology,summarizedthelargedeformationofitssurroundingrockthefailurecharact

2、eristics,analysesthecausesofthelargedeformation,andputforethodandtreatmentmeasuresforationmonitoringandtreatment　　　　　　　　：U455：A：　　随着我国基础建设事业的高速发展和西部大开发的进一步推进，交通工程（特别是地下工程）迅猛发展，其中大量的长大、深埋隧道工程纷纷上马，穿越高地应力区以及遇到软弱围岩体，常导致软弱围岩大变形等相关地质灾害。本文将结合某实体工程，对软弱围岩隧道大变形施工处治技术进行深入研究，以便为今后软弱围岩隧道大变形

3、的处治提供新的技术资料。　　一、工程概况　　本文隧道起讫里程为D2K23+739~D2Κ24+812，全长1073m，为单线公路隧道。全隧道采用带仰拱的曲墙复合式衬砌、喷锚支护。隧道地层主要以变质砂岩夹板、泥岩为主，具有薄层状夹中厚层、节理裂隙极发育、岩质软、层间结合差、易剥落掉块、局部夹有破碎夹层等特点。　　二、围岩变形破坏特征与原因　　该隧道围岩变形破坏主要有以下特征：　　(1)围岩变形量大　　Ⅴ级变质砂岩夹板岩施工过程中30d水平收敛总量为300~400mm，拱顶下沉总值为150~200mm。V级炭质片岩个别地段碳质含量高、地下水丰富，变形远远

4、超出正常水平，局部水平收敛变形总量达1260mm。　　(2)变形快且变形速率高　　隧道开挖后，围岩正常日水平收敛达30~50mm。一般随隧道的掘进，变形也随之加快，局部10d水平收敛超过920mm，20d累计变形量超过1560m，累计变彤达2250mm。　　(3)变形持续时间长　　围岩变形持续时间较长，一旦开挖后形成临空面，变形往往达数月不止，个别地段二次衬砌施工之后依然存在变形。　　(4)变形分布不均匀和不对称　　隧道普遍存在左右侧变形不均匀和不对称现象，初期支护完成后不同段落左右侧变形量不同。前期水平收敛的速度和累计变形值均明显大于拱顶下沉。后期

5、出现拱顶下沉明显增大现象，下沉达500~600mm，每天达20~30mm。　　(5)蠕变加突变　　初期支护封闭后，开始虽然变形较为平稳缓慢，但由于各后续工序对围岩的扰动加速了围岩的变形，如爆破震动、中台阶及下台阶落底、仰拱开挖时岩体产生突变，造成初期支护突然失稳，发生垮塌。　　(6)围岩遇水软化，变肜加剧　　碳质片岩遇水软化，施工时呈泥浆状，强度极低，且有地下水渗流处变形较大。其原因主要是：碳质片岩具有变形长时间发展的流变性质，抗剪强度低且对震动影响很敏感；在区域地质构造作用下，地层强烈扭曲揉皱，产生大量密集的节理和顺层摩擦镜面，岩体的整体性遭到严重

6、破坏；根据测试及分析，最大主应力σ1基本上沿铅垂方向，σ2和σ3为近水平应力，隧道洞身最大水平主应力为17MPa，隧道横截面内的最大初始应力σmax约为15.93MPa；根据国标《GB5021-94工程岩体分级标准》，该区属极高应力区；加上围岩顺层偏压、局部围岩节理裂隙切割破碎等因素，最终引发隧道支护变形、侵限、掉块、坍塌及开裂等严重大变形现象，并且变形分布不均、不对称。　　三、施工方法　　通过对大变形的特征和原因的研究分析，最后确定的施工方法为：　　(1)隧道大变形段施工中严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、快衬砌、勤量测”的原则。　

7、　(2)Ⅳ、Ⅴ级围岩碳质片岩小范围分布段落，变形控制采用超短三台阶法施工，二次衬砌距掌子面距离严格控制在35m范围内。　　(3)V级围岩碳质片岩大范围分布段落，大变形控制采用上、中台阶加临时仰拱的方法。　　(4)在充分考虑碳质片岩变形特性的基础上，尤其应重视快速封闭成环、衬砌紧跟的思路，这是控制碳质片岩大变形的根本。　　(5)具体施工时还应按照“石变我变”的思路，动态调整施工方法。　　四、实际施工中开挖采用三台阶法施工，加密小导管超前支护。具体施工措施如下：　　(1)适度的变形　　隧道地质构造及碳质片岩的岩性决定了初期支护的变形必然性。施工中必须遵循

8、“先放后抗”的原则，根据监控量测资料，分析二次衬砌施作前的变形总量，加上一定的富余量作为变形预留量，控制初期