兰渝铁路木寨岭隧道软岩变形段支护参数的探讨.doc

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1、兰渝铁路木寨岭隧道软岩变形段支护参数的探讨摘要：文章以木寨岭隧道7#斜井正洞段施工为例，选取试验段从支护参数、地质条件、收敛变形方面进行分析，并充分考虑前期正洞模拟试验段以及斜井施工变形情况等分析结果，提出正洞软岩变形段支护参数，以期对后续施工提供指导及借鉴。关键词：隧道软岩变形支护参数1.工程地质与施工概况1.1地质概况木寨岭隧道是兰渝全线4座极高风险隧道之一，全长19.06km,为双洞单线分离式特长隧道，位于兰渝线兰州至广元段的屮部，是全线重要控制工程Z一。该隧道洞身穿越11个断裂，最大带宽约1km,总长4.5kmo隧道

2、洞身穿越的板岩及炭质板岩区，占全隧的46%,该岩石遇水易崩解软化，围岩稳定性极差,且炭质板岩区可能有瓦斯外溢；隧道穿越的特殊不良地质段段落长大、影响面宽,有湿陷性黄土、山体滑坡、泥石流、岩堆、高地应力变形区等；总计各类软岩段长约16.1km占隧道长度84.47%,极易发牛围岩大滑坍，施工难度很高。1.2施工概况LYS-3标隧道工程于2009年4月先后进洞施工，隧道2#、3#、5#、6#、7#斜井等处即先后出现不同程度的大变形，多数变形主要体现于结构水平收敛变形，且具有变形快、变形量较大的特点，变形处喷殓开裂，初期表而出现环、

3、纵向裂缝，支护内鼓，拱架开裂、扭曲等现象，严重影响施工安全。其屮3#斜井发牛变形量级最大，最大累计变形超1300mm（斜649）,最大变形速率达1860mm/d（斜665）。7#大战沟斜井是变形范围及历时最长的工点，变形时间始于09年5月，直至斜井进入正洞，变形段长达到70%以上，堪称全隧大变形Z最。2.变形特征及影响因素的分析2」变形特征结合施工进展，对木寨岭隧道大变形进行了总结，主要具以下特征：%120cm以上水平收敛变形基本发牛于IV、V断层压碎岩屮，且主要发牛在直墙断面及局部曲墙断面（宽高比约为1）。%1通过对大战沟

4、和鹿扎两座斜井测试，以及历史量测资料的统计，其成果支持主应力方向与木寨岭隧道轴线相一致的认识。而对大战沟斜井地应力的测试，则探明并验证了斜井埋深范围内主应力为水平方向（oH=16.7MPa，埋深200m）,并与正洞轴线方向一致（北北东〜北东）。%1在压碎岩以及炭质板岩屮，有变形随吋间逐渐加大及后期位移显著增长的可能，应引起高度重视，并加强监测，初期支护结构需预留足够强度储备，断层压碎岩则需预留二层支护补强空间。%1初期位移速率与开挖进尺呈止和关性，控制进尺是解决初期位移速率过大的有效手段。2.2变形因素分类通过对木寨岭隧道各

5、变形影响因素进行统计汇总，变形影响因素主要分以下三种：%1核心因素地应值和最大水平主应力与隧道轴线夹角是产牛大变形的核心因素。通过对斜井分析，贯穿斜井施工过程的主要因素是地应力，从地应力的数值关系，最大水平主应力与隧道轴线夹角与变形大小的关系规律与隧道实际变形基木相吻合。%1主要因素岩性、层状、破碎程度及地下水是产牛大变形的主要因索。从斜井统计结果來看，斜井地质岩性主要为软岩（炭质板岩）和软岩夹屮硬岩（炭质板岩夹砂岩）；层状以薄层或薄层夹屮厚层为主，未出现屮厚层及以上；岩体破碎程度以破碎为主，有少部分较破碎，未出现完整岩体。

6、综合三方面因素及岩体强度，由于岩层强度低，加之高地应力作用，成为隧道发牛大变形的又一因素。对地下水来说，冃前开挖揭示多数地段地下水并不发育，但由于炭质板岩极易遇水软化，加剧变形，如果没能很好的引排也是产牛•大变形的主要因素。岩层产状与隧道轴线的夹角也是产牛大变形的主要因索，在大于和小于35。两种情况下，都有大变形的发牛，但小于35。情况下变形相对显著，可以说，岩层产状与隧道轴线的夹角也是影响大变形的主要因素。3•止洞支护参数选取研究为了对木寨岭隧道选取合理的支护参数，针对地质情况、前期支护及变形特征的特点，在木寨峻正洞根据地

7、质选取了几种支护参数进行进行试验，以指导木寨岭隧道支护参数的选用。3.1选择的试验支护系统的类型试验屮，选取DYK187+905〜965、DYK187+895〜885、DYK187+815〜765、DYK187+720〜685四段作为试验段，根据地质情况采用两种支护体系进行试验,各试验段初支系统如下表1所示。表17#斜井工区四个试验段初支系统参数表3.2试验段支护系统的效果对比分析不同的支护体系的支护效果对比分析主要是以隧道边墙大跨(该处变形最大)收敛观测及外观破坏现象为主要为评估对象，以上四试验段均在边墙大跨处埋设了一道收

8、敛观测线，纵向间距5m,在开挖屮下断面时埋设并及时观测。(1)第一实验段地质及变形情况分析第一实验里程为DYK187+905-965,期间埋设10条收敛侧线，分别位于DYK187+905、+910、+915、+920、+925、、+935、、+945、+950、+960、+965里程。变形