软弱围岩隧道洞口浅埋段变形特征及控制措施研究
发布时间：2021-01-11 02:44
为解决洞口浅埋段软弱围岩隧道大变形控制难、施工风险高的问题。依托在建隧道工程,对洞口浅埋段初支变形及破坏特征进行分析,提出适合该隧道的变形控制措施。结果表明:洞口浅埋段围岩松散破碎受开挖扰动和地表水影响显著,隧道破坏形式多样,围岩纵向变形不规律,随埋深增大,局部渗水严重段存在拱腰挤出现象;开挖初期围岩变形速率高,最高达到86.8 mm/d,累计变形量大,其中上、中台阶围岩变形量占比为80%～90%,变形主要分为"加速增长—缓慢增长—再次增长—趋于稳定"4个变化阶段,再增长阶段持续时间较短,约6～10 d。根据围岩预留变形量建立各施工阶段的变形控制基准及超限应对处置措施,并提出工法优化,通过数值模拟验证该优化工法有利于支护结构及时封闭,可控制前期围岩变形,保证施工安全和进度。
【文章来源】：中国安全生产科学技术. 2020,16(09)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
隧道地质纵断面
隧道施工过程中,通过监控量测掌握围岩支护体系的稳定状态,指导初期支护参数的调整和二次衬砌施作的时机选择,确保施工安全和结构的稳定[10]。根据《公路隧道施工技术规范》(JTG/T 3660—2020)[11],Ⅴ级围岩隧道监测断面布置间距为5～10 m,洞口浅埋段量测断面的测点应加密布置,拱顶沉降和周边收敛测点应布置在同一断面上,如图2所示。由图2可知,每个监测断面布设5个测点,分别为测点A,B,C,D,E,该隧道采用环形台阶预留核心土法施工,开挖后及时布设监测点,采用钢板上粘贴反射片(50 mm×50 mm)+高精度全站仪(Leica TS06),测点安装应稳定牢固,监测频率为2次/d。2 围岩变形特征
洞口浅埋段隧道围岩变形纵向分布如图3所示。由图3可知,各监测断面表现出拱顶沉降量大于周边收敛的特点,且拱顶沉降与周边收敛变化规律相一致,表明隧道围岩变形与所处围岩地质及水文条件关系密切相关,但有少数断面也呈现出周边收敛值略大于拱顶沉降的现象(如断面YK42+450,538),该断面主要表现出拱腰位置塑性挤出特征,导致初支局部侵限,表明软弱围岩浅埋隧道变形主要以拱顶沉降变形为主,且存在局部收敛过大导致拱腰局部挤出突泥溜塌,如图4所示。洞口左右洞拱顶沉降量与周边收敛分布较离散,整体呈现变形纵向分布不规律特征,洞口浅埋段围岩变形随着埋深的增大呈现逐渐增大的变化趋势,其与文献[12-13]研究结果相同。但在相同围岩地质条件下,后续隧道开挖引起的围岩变形明显减小,从进口左洞断面ZK42+460和进口右洞YK42+512开始,拱顶沉降和周边收敛明显减小,这是由于汲取前阶段施工过程中的经验教训总结,采取支护措施参数加强、调整施工工艺及临时加固措施等方法所致,对围岩变形控制具有明显效果。图4 隧道主要破坏形式
【参考文献】：
期刊论文
[1]大断面浅埋黄土隧道大变形控制技术及效果分析[J]. 赵志刚,吴忠仕,王伟,杨林,冯德定. 科学技术与工程. 2020(06)
[2]高应力大变形软岩巷道“三壳”围岩控制机理及应用[J]. 王羽扬,刘勇,王沉,康向涛,冷光海. 中国安全生产科学技术. 2019(07)
[3]基于现场实测的炭质板岩隧道围岩大变形与衬砌受力特征研究[J]. 郭健,阳军生,陈维,沈东,刘涛,柴文勇. 岩石力学与工程学报. 2019(04)
[4]高地应力层状软岩隧道大变形预测分级研究[J]. 陈子全,何川,吴迪,代聪,杨文波,徐国文. 西南交通大学学报. 2018(06)
[5]松散煤岩体钻封注耦合注浆锚固机理与试验研究[J]. 张辉,李国盛,支光辉. 中国安全生产科学技术. 2018(08)
[6]软岩隧道初期支护沉降机理及其工程措施研究[J]. 杨建民,舒东利,张涵,朱麟晨. 隧道建设(中英文). 2018(04)
[7]不同衬砌结构缺陷对隧道结构整体安全性的影响[J]. 孙铁军,王伟,罗明睿,王万平,王亚琼. 建筑科学与工程学报. 2017(03)
[8]让压支护体系在软岩大变形公路隧道中的应用研究[J]. 汪波,王杰,吴德兴,赵玉东,张彪,李铮. 铁道科学与工程学报. 2016(10)
[9]大梁隧道软岩大变形及其支护方案研究[J]. 戴永浩,陈卫忠,田洪铭,杨建平,孟祥军,邓小林. 岩石力学与工程学报. 2015(S2)
[10]软岩大变形偏压公路隧道变形与荷载作用特征[J]. 来弘鹏,杨万精,谢永利. 中南大学学报(自然科学版). 2014(06)
博士论文
[1]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
硕士论文
[1]软岩大变形公路隧道变形规律及控制技术研究[D]. 李权.西南交通大学 2012
本文编号：2969918
【文章来源】：中国安全生产科学技术. 2020,16(09)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
隧道地质纵断面
隧道施工过程中,通过监控量测掌握围岩支护体系的稳定状态,指导初期支护参数的调整和二次衬砌施作的时机选择,确保施工安全和结构的稳定[10]。根据《公路隧道施工技术规范》(JTG/T 3660—2020)[11],Ⅴ级围岩隧道监测断面布置间距为5～10 m,洞口浅埋段量测断面的测点应加密布置,拱顶沉降和周边收敛测点应布置在同一断面上,如图2所示。由图2可知,每个监测断面布设5个测点,分别为测点A,B,C,D,E,该隧道采用环形台阶预留核心土法施工,开挖后及时布设监测点,采用钢板上粘贴反射片(50 mm×50 mm)+高精度全站仪(Leica TS06),测点安装应稳定牢固,监测频率为2次/d。2 围岩变形特征
洞口浅埋段隧道围岩变形纵向分布如图3所示。由图3可知,各监测断面表现出拱顶沉降量大于周边收敛的特点,且拱顶沉降与周边收敛变化规律相一致,表明隧道围岩变形与所处围岩地质及水文条件关系密切相关,但有少数断面也呈现出周边收敛值略大于拱顶沉降的现象(如断面YK42+450,538),该断面主要表现出拱腰位置塑性挤出特征,导致初支局部侵限,表明软弱围岩浅埋隧道变形主要以拱顶沉降变形为主,且存在局部收敛过大导致拱腰局部挤出突泥溜塌,如图4所示。洞口左右洞拱顶沉降量与周边收敛分布较离散,整体呈现变形纵向分布不规律特征,洞口浅埋段围岩变形随着埋深的增大呈现逐渐增大的变化趋势,其与文献[12-13]研究结果相同。但在相同围岩地质条件下,后续隧道开挖引起的围岩变形明显减小,从进口左洞断面ZK42+460和进口右洞YK42+512开始,拱顶沉降和周边收敛明显减小,这是由于汲取前阶段施工过程中的经验教训总结,采取支护措施参数加强、调整施工工艺及临时加固措施等方法所致,对围岩变形控制具有明显效果。图4 隧道主要破坏形式
【参考文献】：
期刊论文
[1]大断面浅埋黄土隧道大变形控制技术及效果分析[J]. 赵志刚,吴忠仕,王伟,杨林,冯德定. 科学技术与工程. 2020(06)
[2]高应力大变形软岩巷道“三壳”围岩控制机理及应用[J]. 王羽扬,刘勇,王沉,康向涛,冷光海. 中国安全生产科学技术. 2019(07)
[3]基于现场实测的炭质板岩隧道围岩大变形与衬砌受力特征研究[J]. 郭健,阳军生,陈维,沈东,刘涛,柴文勇. 岩石力学与工程学报. 2019(04)
[4]高地应力层状软岩隧道大变形预测分级研究[J]. 陈子全,何川,吴迪,代聪,杨文波,徐国文. 西南交通大学学报. 2018(06)
[5]松散煤岩体钻封注耦合注浆锚固机理与试验研究[J]. 张辉,李国盛,支光辉. 中国安全生产科学技术. 2018(08)
[6]软岩隧道初期支护沉降机理及其工程措施研究[J]. 杨建民,舒东利,张涵,朱麟晨. 隧道建设(中英文). 2018(04)
[7]不同衬砌结构缺陷对隧道结构整体安全性的影响[J]. 孙铁军,王伟,罗明睿,王万平,王亚琼. 建筑科学与工程学报. 2017(03)
[8]让压支护体系在软岩大变形公路隧道中的应用研究[J]. 汪波,王杰,吴德兴,赵玉东,张彪,李铮. 铁道科学与工程学报. 2016(10)
[9]大梁隧道软岩大变形及其支护方案研究[J]. 戴永浩,陈卫忠,田洪铭,杨建平,孟祥军,邓小林. 岩石力学与工程学报. 2015(S2)
[10]软岩大变形偏压公路隧道变形与荷载作用特征[J]. 来弘鹏,杨万精,谢永利. 中南大学学报(自然科学版). 2014(06)
博士论文
[1]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
硕士论文
[1]软岩大变形公路隧道变形规律及控制技术研究[D]. 李权.西南交通大学 2012
本文编号：2969918
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/2969918.html
