浅谈软岩隧道变形的原因及预控措施

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1、浅谈软岩隧道变形的原因及预控措施田仁东中铁十九局集团兰渝铁路四工区，辽宁省辽阳市，111000摘要：随着国家西北地区铁路建设的高速发展，行车速度的提高，对线路线形、半径等要求极高，所以目前在黄土及软岩地段出现了大量潜埋、软弱围岩隧道。近年来潜埋、软弱围岩隧道塌方、变形的事故时有发生，造成了较大的经济损失和人员伤亡，因此，提高认识、加强管理、科学施工，确保隧道施工安全十分必要。在这里结合我单位兰渝铁路所涉及到的一些软岩及黄土隧道中出现的问题，浅谈一下软弱围岩隧道防塌方、防变形施工措施。关键词：浅谈软岩隧道变形的原因预控措施引言内容：软弱围岩的概念为强度在

2、30Mpa以下岩体视为软岩，强度在5Mpa以下视为极软岩。软质岩（如泥岩、页岩、砂岩、千枚岩、片石岩），一般我们把断层、潜埋隧道也划入软弱围岩的范围。土质、软岩隧道地质复杂，在不同程度上存在穿越黄土、泥砂、粉砂、砂砾岩等软土底层的隧道，尤其在洞口尚存在较长段浅埋，极易塌方，给施工造成很大的困难；即使克服了困难通过这些段落，往往因对隧道的沉降变形认识不足，施工中方案不合理、监控量测流于形式、各工序质量控制不到位、应急措施不得力，进而造成围岩较大的沉降变形侵入衬砌界限。1．工程情况简介：胡麻岭隧道工程位于甘肃省境内榆中县与定西市，进口位于榆中县龙泉乡下郭家

3、庄村，出口位于定西县苦河左岸，主要穿行于黄土高原的黄土梁、峁区。隧道全长13611m，设计为一座双线隧道，隧道断面面积约140m2，设计行车时速为200km/h。工程涉及地层主要为：第四系全新统冲积砂质黄土、细圆砾土；第四系上更新统风积砂质黄土、冲积粉质黏土、砂质黄土、黏质黄土、细砂、细圆砾土，中更新统风积砂质黄土及湖积粉质黏土；第三系泥岩、砂岩、砾岩；白垩系砾岩。2.软弱围岩隧道的工程特性软弱围岩强度低，隧道开挖后地应力发生重分布，围岩易受拉或受压产生塑性区，在隧道施工中围岩和支护易发生变形，若工程措施不当，很容易造成支护侵限、塌方等工程事故。根据软

4、弱围岩自身特点，一般软弱围岩发生塌方或大变形的段落，不会发生在掌子面位置，通常发生在掌子面后方25～30m处。3．塌方（变形）的原因分析及预防措施3.1塌方（变形）的原因分析：引起隧道发生塌方的原因很多，归纳起来主要有：自然因素：即工程和水文地质条件及其变化；工程因素，由于施工的因素引起工程地质和水文地质条件的变化；人为因素：不合理、不适当的工程设计、施工中的诸多因素导致施工质量原因、管理措施等。施工安全敏感性不强、施工工法选择不当、工艺质量不到位、施工辅助措施不到位、工序衔接不当、设备不配套等也是造成塌方的重要因素。-5-隧道一经开挖，围岩应力释放、

5、地下裂隙贯通、地下水导通，围岩在水的作用下，通常称作“围岩自承能力下降”。在此较为准确的说是：土质、软岩发生蠕动（蠕变指弹性材料在未达到最大屈服强度时发生变形）；用土力学原理解释为：围岩自承能力降低，由原来的静止土压力转变为主动土压力。尤其围岩节理、裂隙水发育加速围岩蠕变速度，作用在钢架、锚杆、钢筋网、喷射砼联合的初期支护体系上，在受力过程中锚杆、钢筋网、喷射砼支护体系给型钢拱架的力是面力与点力的关系，大面积围岩蠕变过程中，爆破的扰动效应更加快施工质量薄弱点的塑性变形，若洞身围岩自稳能力与初期支护不能形成一个平衡体系，在重新达到稳定的过程中将造成较大段

6、落的围岩变形。3.2预防塌方（变形）的基本原则：精心勘测，准确掌握工程地质与水文地质情况；合理设计，技术措施适宜，并根据施工的具体情况及时变更；超前预报，采用适宜的超前地质预报措施，提前掌握前方地质情况；地层加固，必要时对不稳定地层进行加固；重视地下水处理，地下水的处理原则为在保证围岩稳定的前提下排堵结合；坚持监控量测，高度重视围岩监控量测工作并及时进行数据整理，为施工技术的改进起到指导作用。4．特殊地段防塌（变形）技术措施4.1洞口段防塌（变形）技术措施要点：隧道洞口地段，一般地质条件差，围岩破碎，埋深浅，有时还有偏压现象，同时地表水易渗入洞口段地层

7、中，软化地层，开挖洞口边仰坡时，破坏了三体原有的平衡状态，洞口段也往往是软硬岩层交界的地方，所有这些因素都易引起塌方。①做好进洞施工方案及应急预案；②早进洞，晚出洞，尽量保持边仰坡的稳定；③提前做好天沟，及时做好洞顶和洞口排水系统；④根据地质条件选择合理的预加固和预支护方案；⑤采用钻爆法开挖时，采用短进尺、弱爆破的光面爆破或预裂爆破，进尺不宜超过1.5m；⑥采用台阶法进洞时，应采用短台阶，尽早封闭，并尽早施作衬砌；⑦地层较差时应采用“眼镜工法”或CRD工法进洞，采用强支护、快封闭、早衬砌的原则；⑧洞口有明洞时，应尽早做好明洞；⑨尽早完成洞门工程，增强洞

8、口段的稳定性。4.2潜埋段防塌（变形）技术措施要点：浅埋隧道地层垂直压力大，施工开挖的影响波及