弱胶结软岩隧道大变形治理与支护对策研究.pdf

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1、第４１卷，第６期公路工程Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．６２０１６年１２月ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｃ．，２０１６弱胶结软岩隧道大变形治理与支护对策研究高发征（中铁十四局集团第五工程公司，山东济宁２７２１１７）［摘要］对六盘山隧道洞口ｋ１４＋１６５～ｋ１５＋７１０段大变形情况进行研究，分析了弱胶结软岩大变形特征；对该段弱胶结软岩隧道施工进行施工过程力学行为分析与三维数值仿真，得出了开挖过程中隧道断面位移变化情况，开挖５０ｄ后，拱顶沉降趋于稳定，沉降稳定值为３５５０９ｍｍ；提出了“两榀型钢＋一榀格栅”联合支护技术，在最终支护强度和最终约束围岩位移方面

2、均满足六盘山隧道支护适应性要求。［关键词］弱胶结软岩；隧道施工；“两榀型钢＋一榀格栅”联合支护技术＋［中图分类号］Ｕ４５７．５［文献标识码］Ａ［文章编号］１６７４—０６１０（２０１６）０６—０１３５—０６ＳｔｕｄｙｏｎＴｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄＳｕｐｐｏｒｔＭｅａｓｕｒｅｓｆｏｒＬａｒｇｅＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＳｏｆｔＲｏｃｋＴｕｎｎｅｌｗｉｔｈＷｅａｋＣｅｍｅｎｔａｔｉｏｎＧＡＯＦａｚｈｅｎｇ（ＴｈｅＦｉｆｔｈＰｒｏｊｅｃｔＣｏ，ＬｔｄｏｆＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＢｕｒｅａｕ１４ＧｒｏｕｐＪｉｎｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２７２１１７，Ｃｈｉｎａ）［Ａ

3、ｂｓｔｒａｃｔ］ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｓｉｘｐａｎｓｈａｎｔｕｎｎｅｌｋ１４＋１６５～ｋ１５＋７１０ｓｅｃｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｌａｒｇｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｗｅａｋｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｏｆｔｒｏｃｋａｎａｌｙｓｉｓ；ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｅａｋｌｙｃｅｍｅｎｔｅｄｓｏｆｔｒｏｃｋｔｕｎｎｅｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆ

4、ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｅｘｃａｖａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｕｎｎｅｌｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，５０ｄａｙｓｌａｔｅｒ，ｖａｕｌｔｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｔｅｎｄｓｔｏｂｅｓｔａｂｌｅＴｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｖａｌｕｅｉｓ３５５０９ｍｍ，ｓｔａｂｌｅ；ｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｅ“ｔｗｏｐｉｎｔｙｐｅｓｔｅｅｌ＋ａｇｒｉｌｌｅ”ｃｏｍｂｉｎｅｄｓｕｐｐｏｒｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｎｔｈｅｆｉｎａｌｓｕｐｐｏｒｔｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｅｅｔ

5、ｓｔｈｅｓｉｘｐａｎｓｈａｎｔｕｎｎｅｌｓｕｐｐｏｒｔａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｗｅａｋｌｙｃｅｍｅｎｔｅｄｓｏｆｔｒｏｃｋ；ｔｕｎｎｅｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；“ｔｗｏｐｉｅｃｅｓｏｆｓｔｅｅｌ＋ａｇｒｉｄ”ｃｏｍｂｉｎｅｄｓｕｐｐｏｒｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ差，爆破后滑坍、掉块严重。洞内初期支护局部开０引言裂，顺层坍塌，节理发育，软岩变形等地质特征均在随着隧道工程建设重心转向气候条件复杂、地六盘山隧道施工中出现。左线初期支护拱架曾发生质条件复杂的高原地区，出现了一大批具有挑战性严重变形，隧道净空收敛变形值累计达２５０ｍｍ，严建

6、设的复杂条件下隧道工程，六盘山地区隧道穿越重危害了隧道施工安全，影响施工进度，给工程顺利岩层主要包括粉砂质泥岩，多软弱泥质夹层带，强度完工产生了极大阻碍。为此，本课题组展开弱胶结极低，属弱胶结软岩。为保障工程安全性能，软岩隧软岩隧道大变形治理与支护对策研究，以期为避免道施工已成为地下工程与隧道研究领域亟待解决的工程事故，提高施工效率做出一份工程实际贡献。关键技术难题。软岩隧道开挖后，支护系统不仅承１六盘山隧道洞口段大变形情况受松脱岩石自重，更主要承受围岩随时间增长而增大的变形压力，岩体性质、原岩应力与支护刚度是影六盘山隧道穿越围岩分别为Ⅴ、Ⅳ级围岩区，

7、围响隧道洞口变形的主要因素。六盘山隧道ｋ１４＋岩胶结程度差，主要为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，多１６５～ｋ１５＋７１０段围岩节理、层理发育，整体性较软弱泥质夹层带，少量白色云母夹层，强度极低。部［收稿日期］２０１６—１０—１０［基金项目］高海拔寒冷地区软岩长大隧道安全环保施工关键技术（１４－Ｃ１０）［作者简介］高发征（１９６８－），男，山东沂水人，高级工程师，从事隧道工程建设与管理工作。１３６公路工程４１卷分泥岩呈薄层状，产状扭曲，挤压现象明显，岩体破胶结度等是影响隧道变形的内在因素。碎，强度较低，遇水膨胀、软化；顺层发育，有光滑顺②工程应力：工程应力是造

8、成围岩变形外部因层面，部分段落岩层间多夹软泥质夹层，节理、层理素，施工扰动应力、构造残余应力、