复杂围岩条件下浅埋偏压隧道地质预报和开挖工序研究

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1、复杂围岩条件下浅埋偏压隧道地质预报和开挖工序研究摘要：以复杂围岩条件下的浅埋偏压隧道为工程背景，采用地震波反射法，进行了超前地质预报分析，研究其在围岩级别不良条件下的适应性，并进行了围岩开挖期间的监控量测，总结了复杂围岩条件下的CRD工法合理工序。Abstract：Takingshallowbiastunnelundercomplexrockconditionsasengineeringbackground,thispaperusesseismicreflectionmethodtoconductadvanc

2、edgeologicalforecastanalysisandstudyitsadaptabilityunderadverseconditionsofthesurroundingrock,andconductsmonitoringandmeasurementduringsurroundingrockexcavation,andsummarizesthereasonableprocessofCRDconstruetionmethodundercomplexrockconditions.关键词：不良地质条件；隧道

3、；地质预报；监控量测;合理工序Keywords：adversegeologicalconditions；tunnel；geologicalforecast；monitoringandmeasurement；reasonableprocess中图分类号：TU471.8文献标识码：A文章编号:1006-4311(2013)07-0093-021工程与地质概况1.1工程概况韶赣铁路是京广和京九铁路的东西走向连接线，东起京九铁路江西赣州南康站，经大余和韶关市的南雄、始兴、仁化、渍江等县（市、区），西至韶关火车站与京广

4、铁路接轨，全长182km,其中在韶关市境内共有117km,分别设南雄、始兴、丹霞三个新站。良村隧道位于韶关段良村，为双线铁路隧道，起始桩号DK177+360sDK177+740,全长380m,最大埋深37m,双线隧道，洞身均位于直线线性,纵坡0.6%o1.2不良地质分析良村隧道所处地层为第四系全新统残、坡积粉质粘土、粗角粒土，下伏白垩系上统粉砂岩及砂岩、石炭系下统石灰岩。不良地质构造有两条断层垂直穿越隧道，断层破碎带影响宽度约30m,围岩风化强烈，节理裂隙发育，部分的泥质粉砂岩及砂岩在开挖后容易迅速崩解。地下

5、水为潜水，第四系植被发育，地下水补给通畅，地下水位收大气降水影响明显，隧道结构位于常规地下水位线以下，对隧道施工不利。良村隧道地勘资料及现场开挖调查显示，隧道围岩多为VI级围岩，少量为V级围岩，工程地质条件差，水文地质条件也对施工不利。隧道埋深较浅，隧道结构局部处于明显偏压状态，土压力分布对隧道施工及结构的安全性不利。隧道在浅埋、偏压、地下水影响的VI级围岩中施工存在很大的风险，必须做好措施，防止大变形和塌方等工程事故的出现。超前地质预报工作及合理的开挖工序，在此工程中非常重要。2超前地质预报1.1地质预报方

6、法采用地震波法（TSP）对DK177+360掌子面前方100米范围的围岩情况进行了预报探测，探测时共布置21个炮孔，有效炮孔19个。2.2地质预报结论分析现场采集到的各道地震波能量衰减迅速，初至尚清晰，波形质量尚好。数据处理过程通过滤波、初至拾取、炮能量均衡、Q评估以及波场分离（包括反射波提取、纵横波分离）、速度分析等13个步骤到各检波器地震波（P、SH、SV）的深度偏移剖面及其反射界面。采集的地震波信号衰减强烈，地震波波速低，提取的地震波同向轴清晰连续，无明显反射界面。地震波解译结果为:围岩非常破碎，不完整

7、，围岩级别较低，节理、裂隙或者层理无法识别，围岩自稳能力较差，无明显富含地下水地段。基于超前地质预报结论，针对DK177+360掌子面前方60m掘进施工，提出确保安全的施工建议：①在岩体破碎地段，应短进尺、加强超前支护，开挖后及时进行初期支护，注意施工安全；②加强隧道围岩变形监测，釆取合理有效的施工工序。超前地质预报应用表明，在围岩级别较低的条件下，地震波能量衰竭迅速，需要加大激发药量，V级围岩单炮激发药量可考虑在150g〜200g。TSP在围岩级别较低的条件下预报长度明显下降，工程应用表明V级围岩单次预报长

8、度控制在60m以内，由于地震波能量衰减，超过60m预报结论的可靠性很低。3合理工序研究1.1围岩变形监测自20世纪80年代后期以来，我国的隧道工程大都以新奥法(NewAustrianTunnelingMethod,缩写为NATM)理论为基本指导原则来进行其结构设计和施工。新奥法的含义可理解为：隧道形状应使受力有利，采用柔性与围岩密贴的锚杆和喷射混凝土支护结构，在充分发挥围岩自身承载能力的同时，尽量抑