《软岩隧道施工》PPT课件.ppt

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1、软岩隧道施工工程软岩软岩分类软岩隧道破坏机理软岩隧道特点软岩隧道变形破坏的主要特征软岩隧道病害的原因简述软岩隧道设计与施工建议软岩隧道支护对策防止软岩隧道病害方法软岩隧道开挖方式工程软岩是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。隧道工程软岩亦称松软岩层，不仅是指围岩岩体松软，而且指围岩不稳定或极不稳定。软岩是一种特殊的岩类，从岩石固有的特性来说，它具有软的形态，而从工程应用的观点来看，它又是“弱”的，进入软岩状态的隧道，其强度特性、泥质含量、结构面特点及其塑性变形力学特点差异很大。软岩分类软岩可分为4大类：1、膨胀性软岩2、高应力软岩3、节理化软

2、岩4、复合型软岩软岩隧道破坏机理在隧道开挖过程中，由于岩体的天然应力平衡状态遭到破坏，引起隧道周围岩体的卸荷回弹和应力重分布，当这种回弹应力和重分布应力超过围岩强度所能承受的范围时，将造成岩体的失稳破坏。软岩隧道特点（1）承载力低、变形大（2）围岩不稳定（3）安全隐患大（4）变形速率大，收敛时间长，变形控制难（5）运营病害严重（6）投资增加软岩隧道开挖方法中隔壁（CD）法交叉中隔壁（CRD法）双侧壁导坑法中隔壁法（CD法）左、右侧各工作面每循环进尺不得超过设计一榀拱架距离，左、右侧开挖完成后应及时施作初期支护和中隔壁临时支护。左右部上中台阶高度不大于3

3、.5m，左右各台阶长度3-5m，左右两侧纵向距离小于1-2倍隧道直径，且不大于15m。周边轮廓应尽量圆顺，减少应力集中。当开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。根据监控量测信息，初期支护稳定后拆除中隔壁临时支护，中隔壁的拆除应滞后于仰拱，一次拆除长度不宜大于15m，并加强监控量测，拆除后应立即施作二次衬砌。应配备适合导坑开挖的小型机械设备、机具，提高导坑开挖效率。交叉中隔壁法（CRD法）上台阶开挖循环进尺控制在1榀拱架距离内，中下台阶控制在1-2榀拱架距离。上、中台阶高度控制为2.5m台阶长度为3-5m，左右两侧纵向距离宜小于1倍隧道洞泾。周

4、边轮廓应尽量圆顺，减小应力集中。当开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。中隔壁临时支护的拆除参照CD法。采用CRD法施工宜设置临时仰拱，步步成环，开挖自上而下，交叉进行。双侧壁导坑法两侧壁导坑和中部上台阶每循环进尺控制在1榀拱架距离（0.5-0.75m）内，下台阶可控制在两榀拱架距离内（1-1.5m）。侧壁导坑形状应近于椭圆形断面，导坑断面宜为正个断面的1／3，导坑跨度不应大于0.3倍隧道宽度；左右导坑施工时，前后错开距离为10-15m，中间土体滞后侧壁10-15m；左右部的台阶开挖高度不应超过3.5m，台阶长度控制在2-3m，周边轮廓应尽量

5、圆顺，减小应力集中。中隔壁临时支护的拆除参照CD法相关要求。软岩隧道变形破坏的主要特征（1）软岩隧道变形具有蠕变变形三阶段的规律，并具有明显的时间效应（2）软岩隧道多为环向受压，且非对称（3）软岩隧道变形随深度增加而增大（4）软岩的失水和吸水均可造成软岩发生膨胀变形破坏或泥化破坏（5）底板围岩承载力不足造成隧道结构整体沉降（6）支护时间不适宜，从而破坏隧道支护结构软岩隧道病害的原因简述内在的地质因素认识不全面（1）工程地质对于软岩大多数时候对其强度、刚度、结构面发育状况和胶结程度比较重视，开挖方法和支护结构多从这方面考虑，只顾及短期稳定，往往忽视胶结物

6、的性能、膨胀性矿物的含量等，这些均是软岩隧道后期变形和造成隧道支护荷载剧增的内在因素。（2）水文地质水的影响包括围岩固有含水、地下径流水及工程用水，水是软岩隧道变形、破坏之源，尤其是对膨胀岩。水不仅造成粘土质岩的膨胀，同时降低岩石强度。外部因素考虑不周全隧道施工是连续不间断持续推进、邻近隧道（左、右洞）大多同期施工等产生的扰动应力、应力重分布多次且持续时间较长、相互叠加等外部因素与围岩固有的垂直应力、构造残余应力共同叠加对隧道变形影响更大。施工排水处理不当水是软岩隧道变形、破坏之源，尤其是对膨胀岩。水不仅造成粘土质岩的膨胀，同时降低岩石强度。施工时往往

7、只是简单的疏排，造成地下水通过围岩裂隙流径通道浸泡围岩，同时施工水（如锚杆钻孔水、其他排放水）和隧道底板、拱墙脚积水浸泡围岩，使得围岩膨胀、软化、泥化。时空效应作用时间因素流变是软岩特性之一，隧道变形和时间密切相关。二衬开裂隧道均在初支未收敛时开始二衬，甚至在初支完成不足1周即施做二衬。步距：二衬与掌子面保持一定距离，一是给围岩预留变形时间，二是减小掌子面爆破震动对二衬的不利影响，三是作业掌子面开挖、支护作业空间的需要。超前预支护效果不好超前管棚间距过大或外插角控制不好，开挖时割除，造成围岩变形、坍塌；超前小导管长度与开挖高度不匹配，岩土破裂线超出小导

8、管支护长度，引起围岩滑移变形；注浆固结围岩未达到效果，开挖时围岩变形或坍塌。初支背后空隙未注浆