某隧洞软弱围岩变形特性测试与分析.pdf

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1、第３７卷第１０期人民黄河Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．１０２０１５年１０月ＹＥＬＬＯＷＲＩＶＥＲＯｃｔ．，２０１５【工程建设管理】某隧洞软弱围岩变形特性测试与分析段伟，王杰，刘康和（中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津３００２２２）摘要：全面介绍了某水工隧洞软弱围岩松弛变形测试、围岩表面收敛变形监测及对岩体内部岩石位移变化情况监测所采用的技术方法，通过现场测试取得了较为翔实的资料，经分析围岩波速及其松弛厚度变化特征、围岩变形量、变化过程及持续时间，得出该区隧洞埋深在３００ｍ以下的洞段，Ⅲ、Ⅳ１、Ⅳ２类围岩松动圈厚度一般在１ｍ左右，围岩的变形量主要发生在开挖后的４０～５０ｈ以内，且

2、初期变形速度较快。因此，隧洞支护应在围岩未发生充分变形的情况下进行，分析认为该区隧洞Ⅳ２、Ⅴ类围岩支护时间宜在开挖后数小时内完成，而Ⅳ１类围岩可在开挖后数小时至十几个小时内完成，最长不宜超过１ｄ。通过探讨隧洞及高压管道围岩变形规律及发展趋势，预测围岩稳定状态，为修正原设计支护类型和参数以及合理选择一次支护时机、优化衬砌类型等提供科学依据。关键词：软岩；变形；监测；原位测试；支护；水工隧洞＋中图分类号：Ｕ４５２．１２文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１３７９．２０１５．１０．０３５腰墙布置５个孔（分顶孔、角孔、腰墙孔）。孔深根据１工程概况洞室大小

3、、地质情况并应有效揭示一定深度内的原岩某输水线路全长约７４ｋｍ，其中隧洞１１座，单洞应力为准，洞室跨度愈大孔愈深。为取得测试断面岩长５９０～１０７７０ｍ，总长约３６ｋｍ，最大埋深３１０ｍ，开体的松弛特征随隧洞掌子面开挖距离及时间的变化规挖裸洞洞径３．０～３．３ｍ，衬砌后隧洞最终断面为马蹄律，对每一断面按时间顺序分别进行８次观测，连续观形，其最大净宽２．１４ｍ，最大净高２．３５ｍ，混凝土衬砌测时间约１５ｄ。厚度一般为２００～２５０ｍｍ。该隧洞穿越地层主要为白２．２小地震折射波法垩系、第三系和第四系。白垩系泥岩单轴饱和抗压强沿洞壁岩体进行测试，实际观测时视现场开挖、地度为０．

4、６～１３．０ＭＰａ，第三系泥岩和砂质泥岩单轴饱质条件等情况进行施测，采用相遇时距曲线观测系统，和抗压强度小于１．０ＭＰａ，上述岩石属极软岩或软岩。进行５次不同时间的观测。这种岩体亲水性强，具有重塑性、胀缩性、崩解性、流变２．３多点位移观测性和大变形等特点，施工过程中容易引起隧洞的失稳现场共安装８组多点位移计，每组均含３个锚头，和破坏，并可能影响隧洞的长期稳定性［１－３］。分别监测１、３、５ｍ处的位移，一般进行１８～２２次不同笔者结合已率先开挖的２＃、７＃主洞和７－１＃、时间的观测。２．４收敛观测７－２＃、７－３＃支洞中Ⅳ１、Ⅳ２、Ⅴ类围岩等洞段，通过围断面测线布置形式采用

5、岩松弛变形测试、围岩表面收敛变形监测及对岩体内３点３线法。根据地质条部岩石位移变化情况的监测，了解围岩波速及其松弛件、施工要求、设计目的、施工方法、支护形式、围岩类厚度变化特征、围岩变形量、变化过程及持续时间，探别及围岩的时间和空间效应等，共布置９个收敛观测讨隧洞及高压管道围岩变形规律及发展趋势，预测围断面，观测天数一般为２８ｄ左右，观测次数从１８到２３岩稳定状态，为后续开挖隧洞的围岩类别详细划分、修次不等。正原设计支护类型和参数以及合理选择一次支护时２．５岩石含水率试验根据隧洞开挖进度进行岩样选取与制作，随后称机、优化衬砌类型选择及其灌浆方案设计提供科学其质量，在１０５

6、～１１０℃的温度下烘２４ｈ，然后将试件依据。从烘箱中取出，放入干燥器内冷却至室温，称试件质［４－１１］２现场观测方法收稿日期：２０１４１０１５作者简介：段伟（１９６４—），男，安徽宿县人，高级工程师，主２．１干孔声波法要从事物探技术管理与研究工作。同一断面沿洞径方向在洞顶、起拱处（或顶角）、Ｅｍａｉｌ：ｄｕａｎｗｅｉ２０４３＠１２６．ｃｏｍ·１３４·人民黄河２０１５年第１０期量并计算其含水率。其值为５．３８％～８．２４％；其他试验洞段的岩石含水率２．６隧洞环境温度和湿度观测相对较低，一般小于５．６０％。分别在隧洞不同部位测读现场环境温度和湿度。３．１．５隧洞环境温度与湿

7、度观测天数最多为２３ｄ，根据不同的测试项目，其观测次隧洞环境温度一般在１１～２０℃之间变化，湿度一数从８到２３次不等。般在４４％～８１％之间变化。３．２结果分析３观测结果与分析３．２．１围岩松弛圈厚度３．１观测结果从围岩松弛圈测量结果来看，围岩的松弛变形是３．１．１隧洞围岩松弛特性比较明显的。Ⅳ１类围岩松弛圈厚度一般为０．５～松弛岩体波速一般为１７００～３５００ｍ／ｓ，原始应１．０ｍ，Ⅳ２类围岩松弛圈略大一些，见表１。力岩体波速一般为３５００～４３５０ｍ／ｓ。洞壁岩体松弛表１围岩松弛圈测量结果厚度为０．４５～１．１０ｍ。隧洞测