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1、软岩大变形研宄现状隧道围岩大变形阶段报告1.概述深埋隧道通过软岩和断层带时，在高的地应力和富水条件下通常产生大变形。这种隧道围岩变形量大，而且位移速度也很大，一般可以达到数十厘米到数米，如果不支护或支护不当，收敛的最终趋势是隧道将被完全封死，如果发生在永久衬砌构筑以前，往往表现为初期支护严重破裂、扭曲，挤出面侵入限界。这种大变形危害巨大，严重影响施工工期或者线路正常运营，而且整治费用高昂。在国内外相继出现了大量的隧道围岩大变形工程实例，并且在治理这些问题中取得了很多经验。円本的岩手隧道，长25.
2、8km,采用新奥法施工。地质条件为凝灰岩及泥岩互层，单轴抗压强度为2〜6MPa。施工中净空位移和拱顶沉降都是很大的，上断面的净空位移100〜400mm，最大到411mm;下断面的净空位移最大为200mm，拱顶下沉为10〜100mm。日本惠那山隧道，长8.635km，围岩以花岗岩为主，其中断层破碎带较多，局部为粘土，岩体节理发育、破碎，岩石的抗压强度为1.7〜3.0MPa,隧道埋深为400〜450m,原始地应力为10〜llMPa。施工时产生了大变形，在地质最差的地段，拱顶下沉达到930mm,边墙收
3、敛达到1120mm,有600cm2面积的喷射混凝土侵入模筑混凝土净空。最后采用9.0m和13.5m的长锚杆，并重新喷护20cm厚的钢纤维混凝土后，结构才得以基木稳定。陶恩隧道长6400m，开挖断面面积90-105m2,位于显著变质的岩带内，如片岩、千枚岩等，主要岩层为絹云母、千枚岩夹绿泥石，抗压强度R=0.4-1.7MPa,洞内无地下水活动，隧道埋深为600-1000m,原始地应力为16.0-27.0MPa,侧压力系数近似为1.0,围岩强度比为0.05-0.06。陶恩隧道采用台阶法施工，在设计时
4、，由于对在挤压性围岩隧道施工缺乏经验，采用的初期支护参数较小，导致拱顶发生1.2m的位移。而后把锚杆改为6m,并初次采用纵向伸缩缝，缝宽20cm，间隔3m，支撑也是可缩的，并在隧道底部增加了隧底锚杆，喷射混凝土厚度保持25cm不变。上述补强措施对大变形起到了一定的控制作用，但已完成段，其洞壁已严重侵入二次衬砌净空，只能采取扩挖的办法处理，增加了施工的难度，同时又具有一定的危险性。此时的净空收敛大约是20-25cm。要再大时，要增打9m以上长度的锚杆。奥地利阿尔贝格隧道隧道长13980m，开挖断U
5、flif积90-103m2,岩石主要为千枚岩、片麻岩，局部为含糜棱岩的片岩、绿泥岩，岩石强度为1.2〜1.9MPa，隧道的埋深平均为350m，最大埋深为740m,原始地座力为13.0MPa,围岩强度比为0.1〜0.2。隧道采用自上而下的分布开挖法，先开挖弧形导坑，施作初期支护，然后再开挖台阶（分左、厶两次分别进行），最后检底。由于阿尔贝格隧道是在陶恩隧道之后施工的，该隧道设计时的初期支护就比较强，喷射混凝土厚20〜25cm，锚杆长6.0m，同时安设了可缩刚架。但是由于岩层产状不利，锚杆的长度仍不
6、够，施工屮支护产生了很大变形，拱顶下沉量达到15〜35cm,最大水平收敛达70cm,变形速度达11.5cm/d，后来采取将锚杆的长度增加到9.0〜12.0m的办法，才是变形得到了控制，变形速度降为5.0cm/d,变形收敛时间为100〜150d。家竹箐隧道隧道全长4990m。隧道位于盘关向斜东翼，属单斜构造，岩层产状N20°〜35QE/18°〜30°NW。由于距向斜轴部较远，故皱褶、断层不发育，只在隧道中部煤系地层中发育有一正断层F1，其破碎带宽15〜20m。隧道横穿家竹箐煤田。隧道南段为玄武岩，
7、北段为灰岩，北段为灰岩，中部3890m为砂、泥岩及为钙质、泥质胶结的砂岩夹泥岩的煤系地层。隧道掘进进入分水岭之下的地层深部后，在接近最大埋深(404m)的煤系地层地段，由于高地应力的作用，锚喷支护相继发生严重变形。在一般地段，拱顶下沉为50-80cm，侧壁内移50-60cm，底部隆起50-80cm;在变形最严重地段，拱顶下沉达到240cm，底部隆起达到80-100cm，侧壁内移达到160cm。为整治病害具体措施如下:①设置特长锚杆加固地层；②改善隧道断面形状，加大边墙曲率；③采用先柔后刚、先放后
8、抗的支护措施；④加大预留变形量；⑤提高二次衬砌的刚度；⑥加强仰拱。大变形得到迅速整治，衬砌施工后，结构完好，未出现任何开裂现象，经预埋的应力、应变计测试，有足够的安全储备。木寨岭隧道全长1710m,穿越地层围岩主要为二叠系炭质板岩夹砂岩及硅质砂板岩。存在的主要构造体系是山字型构造体系。属地应力集中区，隧道穿越区为沟谷侧，原始地应力难以释放。隧道主要地质为炭质板岩夹泥岩，局部泥化软弱，呈灰黑色，围岩层理呈褶皱状扭曲变形严重，大部分地段围岩较破碎，洞身渗涌水频繁，部分地段呈股流。隧道在高地应力人变形
