破碎炭质板岩隧道大变形机理及变形控制技术研究
发布时间：2021-10-07 11:10
随着“一带一路”战略的稳步推进,云南作为我国重要的对外口岸,其铁路隧道工程建设量剧增。云南省地形地质条件复杂,隧道修建过程中常出现软岩大变形的工程难题,严重影响隧道建设的正常推进。本文依托大（理）临（沧）铁路杏子山隧道炭质板岩大变形段,综合采用现场监测、室内外试验及数值模拟等研究手段,分析炭质板岩大变形产生机制并提出以超前核心土加固为核心的大变形控制技术,研究成果可为云南区域类似软岩大变形隧道的处治提供有益指导。论文主要工作及成果如下:（1）结合炭质板岩段支护破坏情况及现场监控量测数据,分析得到杏子山隧道炭质板岩段大变形特征。在此基础上,采用XRD及二次地应力测试手段对岩石成分及隧道二次地应力进行测试,测试结果表明杏子山隧道炭质板岩主要由白云母和斜绿泥石这种片状极解理的硅酸盐矿物及碎屑矿物石英组成,其节理裂隙发育,应力释放引起的岩体扩容现象明显。杏子山隧道开挖后围岩竖向二次地应力在2MPa6MPa区间范围内,隧道大变形与隧址区地应力值关系较小。（2）根据对杏子山隧道大变形特征、岩体性质及地应力大小的分析结论,提出杏子山隧道炭质板岩地层以围岩渐进性破坏模式为主的软岩...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“十三五”云南铁路网规划图
高度11.24m，宽度 14.47m。杏子山隧道地质纵断面图见图 2-1。图2-1 隧道地质纵断面图受地层岩性及地质构造影响，杏子山隧道进口自进洞以来，围岩沉降及收敛变形显著。施工过程中多次发生初期支护大变形，每次均调整加强支护参数，尤其在接近现掌子面段落（DK80+446～DK80+458）采用了双层 I25b 钢拱架强刚性支护措施的情况下（预留变形量 60cm），仍然难以抑制初期支护发生大变形，侵限现象严重，具体见图 2-2 所示。
图2-2杏子山隧道围岩、支护参数及围岩变形统计（1）地层岩性杏子山隧道大变形区段上覆第四系全新统滑坡堆积层块石土，泥石流堆积层粗角砾土、细角砾土、碎石土，崩积层块石土，坡崩积层粉质粘土，细角砾土，冲洪积层粗角砾土、块石土，坡残积粉质粘土、粘土。下伏基岩为侏罗系花开左组下段泥岩夹砂岩；下统漾江组下段泥岩、砂质泥岩夹砂岩；寒武系无量山群第五段白云质灰岩、灰岩、炭质板岩、砂质板岩、千枚岩夹片岩、变质砂岩；第四段炭质板岩、钙质板岩、石英片岩、云母片岩。杏子山隧道大变形区段穿越寒武系无量山群第五段（∈wl5），根据 1/20 万巍山幅《区域地质调查报告》标准地层剖面，寒武系无量山群第五段（∈wl5）由上至下共分为六层，隧道主要穿越标准断面剖面第一层，岩性为炭质板岩、黑色板岩、片岩、变质砂岩地层。现场揭露岩体如图 2-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高地应力软岩隧道圆形断面扩挖施工围岩及支护受力特征研究[J]. 邹翀,尤显明,焦雷,黄明利,肖祖通. 隧道建设. 2017(01)
[2]泛亚铁路西通道研究[J]. 宋元胜. 中国铁路. 2016(09)
[3]软岩大变形隧道变形规律及控制措施[J]. 邓启华. 施工技术. 2016(17)
[4]大断面黄土隧道初期支护合理设置形式研究[J]. 张巨功,宿钟鸣. 中外公路. 2016(02)
[5]兰渝铁路高地应力软岩隧道挤压大变形规律及分级标准研究[J]. 李国良,刘志春,朱永全. 现代隧道技术. 2015(01)
[6]基于围岩-支护特征理论的高地应力软岩隧道初期支护选型研究[J]. 张德华,刘士海,任少强. 土木工程学报. 2015(01)
[7]强震区软弱破碎千枚岩隧道系统锚杆支护作用效果分析[J]. 邹育麟,何川,周艺,汪波,许金华. 岩土力学. 2013(07)
[8]隧道掌子面锚杆加固参数确定方法[J]. 李斌,漆泰岳,吴占瑞,唐进才. 铁道学报. 2012(10)
[9]“新意法”在未成岩富水粉细砂层隧道中的适用性研究[J]. 刘江涛,崔宏伟,王振强. 兰州交通大学学报. 2012(04)
[10]桃树坪隧道富水未成岩粉细砂试验段施工技术[J]. 李世才. 现代隧道技术. 2012(04)
博士论文
[1]炭质板岩大变形隧道结构受力特性及变形控制技术研究[D]. 杜耀辉.长安大学 2017
[2]炭质板岩蠕变特性研究及其在隧道变形控制中的应用[D]. 王更峰.重庆大学 2012
[3]隧道软弱围岩变形机制与控制技术研究[D]. 赵勇.北京交通大学 2012
[4]高应力软岩公路隧道大变形机理及工程应用研究[D]. 李鸿博.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]炭质板岩大断面隧道围岩稳定分析与控制技术[D]. 李庆松.北京交通大学 2014
[2]炭质板岩隧道围岩变形特性与支护参数研究[D]. 孙欢欢.中南大学 2012
本文编号：3421929
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“十三五”云南铁路网规划图
高度11.24m，宽度 14.47m。杏子山隧道地质纵断面图见图 2-1。图2-1 隧道地质纵断面图受地层岩性及地质构造影响，杏子山隧道进口自进洞以来，围岩沉降及收敛变形显著。施工过程中多次发生初期支护大变形，每次均调整加强支护参数，尤其在接近现掌子面段落（DK80+446～DK80+458）采用了双层 I25b 钢拱架强刚性支护措施的情况下（预留变形量 60cm），仍然难以抑制初期支护发生大变形，侵限现象严重，具体见图 2-2 所示。
图2-2杏子山隧道围岩、支护参数及围岩变形统计（1）地层岩性杏子山隧道大变形区段上覆第四系全新统滑坡堆积层块石土，泥石流堆积层粗角砾土、细角砾土、碎石土，崩积层块石土，坡崩积层粉质粘土，细角砾土，冲洪积层粗角砾土、块石土，坡残积粉质粘土、粘土。下伏基岩为侏罗系花开左组下段泥岩夹砂岩；下统漾江组下段泥岩、砂质泥岩夹砂岩；寒武系无量山群第五段白云质灰岩、灰岩、炭质板岩、砂质板岩、千枚岩夹片岩、变质砂岩；第四段炭质板岩、钙质板岩、石英片岩、云母片岩。杏子山隧道大变形区段穿越寒武系无量山群第五段（∈wl5），根据 1/20 万巍山幅《区域地质调查报告》标准地层剖面，寒武系无量山群第五段（∈wl5）由上至下共分为六层，隧道主要穿越标准断面剖面第一层，岩性为炭质板岩、黑色板岩、片岩、变质砂岩地层。现场揭露岩体如图 2-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高地应力软岩隧道圆形断面扩挖施工围岩及支护受力特征研究[J]. 邹翀,尤显明,焦雷,黄明利,肖祖通. 隧道建设. 2017(01)
[2]泛亚铁路西通道研究[J]. 宋元胜. 中国铁路. 2016(09)
[3]软岩大变形隧道变形规律及控制措施[J]. 邓启华. 施工技术. 2016(17)
[4]大断面黄土隧道初期支护合理设置形式研究[J]. 张巨功,宿钟鸣. 中外公路. 2016(02)
[5]兰渝铁路高地应力软岩隧道挤压大变形规律及分级标准研究[J]. 李国良,刘志春,朱永全. 现代隧道技术. 2015(01)
[6]基于围岩-支护特征理论的高地应力软岩隧道初期支护选型研究[J]. 张德华,刘士海,任少强. 土木工程学报. 2015(01)
[7]强震区软弱破碎千枚岩隧道系统锚杆支护作用效果分析[J]. 邹育麟,何川,周艺,汪波,许金华. 岩土力学. 2013(07)
[8]隧道掌子面锚杆加固参数确定方法[J]. 李斌,漆泰岳,吴占瑞,唐进才. 铁道学报. 2012(10)
[9]“新意法”在未成岩富水粉细砂层隧道中的适用性研究[J]. 刘江涛,崔宏伟,王振强. 兰州交通大学学报. 2012(04)
[10]桃树坪隧道富水未成岩粉细砂试验段施工技术[J]. 李世才. 现代隧道技术. 2012(04)
博士论文
[1]炭质板岩大变形隧道结构受力特性及变形控制技术研究[D]. 杜耀辉.长安大学 2017
[2]炭质板岩蠕变特性研究及其在隧道变形控制中的应用[D]. 王更峰.重庆大学 2012
[3]隧道软弱围岩变形机制与控制技术研究[D]. 赵勇.北京交通大学 2012
[4]高应力软岩公路隧道大变形机理及工程应用研究[D]. 李鸿博.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]炭质板岩大断面隧道围岩稳定分析与控制技术[D]. 李庆松.北京交通大学 2014
[2]炭质板岩隧道围岩变形特性与支护参数研究[D]. 孙欢欢.中南大学 2012
本文编号：3421929
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