軟弱圍巖隧道變形控制與施工方案研究.pdf

1、近年來，我國的鐵路隧道工程越來越多，鐵路施工的跨越式發(fā)展，對(duì)工程的施工速度有了更高的要求。鐵路隧道工程，尤其是長大鐵路隧道工程通常是整個(gè)線路的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其施工工期相對(duì)較長，施工工藝復(fù)雜。本文依托天池坪軟弱圍巖隧道工程，詳細(xì)的描述了軟弱圍巖地質(zhì)的地質(zhì)特征、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)特征等，從而總結(jié)出天池坪隧道軟弱圍巖為薄層狀炭質(zhì)板巖，巖體破碎，呈條狀、塊狀結(jié)構(gòu)，部分地段成泥狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，滲水較大，易沿結(jié)構(gòu)面塌坍、掉塊，巖石抗壓強(qiáng)度低等特征。在

2、這樣圍巖條件下施工過程中發(fā)生多次滑塌事件，嚴(yán)重影響了施工安全、施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。因此在軟弱圍巖條件下如何安全穩(wěn)定施工、保證工程質(zhì)量成為一個(gè)施工重點(diǎn)和難點(diǎn)。在這些施工難點(diǎn)中，對(duì)特長鐵路隧道的施工全過程進(jìn)行分析和總結(jié)，主要研究特長鐵路隧道的數(shù)值模擬分析、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際監(jiān)測(cè)、施工方案優(yōu)化和施工過程中的重點(diǎn)因素及有待改進(jìn)和解決的問題。其中本文研究內(nèi)容得出以下結(jié)論：
　　1、天池坪軟弱圍巖隧道工程地質(zhì)復(fù)雜，巖體破碎，呈條狀、塊狀結(jié)構(gòu)，部分地段成

3、泥狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，滲水較大等地質(zhì)特征，為了及時(shí)取得圍巖變形收斂信息，對(duì)掌子面DK286+487和DK286+497斷面進(jìn)行位移監(jiān)控量測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明引起隧道變形的主要原因是圍巖受偏壓，其次可能是同一斷面不同開挖部分的初期支護(hù)封閉時(shí)間不同造成，所以在隧道的開挖過程中，要盡量較少對(duì)圍巖的擾動(dòng)同時(shí)合理安排開挖支護(hù)工序。
　　2、隧道圍巖特征參數(shù)的準(zhǔn)確性制約著有限元模型的發(fā)展，為此在隧道DK286+530斷面處進(jìn)行了位移反分析。位移反分

4、析與監(jiān)控量測(cè)的結(jié)合，可以對(duì)地下工程的可靠性進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過位移反分析法確定出隧道圍巖E=1.07GPa，K0=1.31。并且將數(shù)據(jù)帶入模型中，得到相對(duì)應(yīng)位置的位移值，該值與擬合位移終值的誤差在13％以內(nèi)，反應(yīng)出反分析所得的參數(shù)具有一定的參考價(jià)值。
　　3、隧道某些部位仰拱發(fā)生重大隆起災(zāi)害，致使底部結(jié)構(gòu)受力大，產(chǎn)生裂變。為了較好的控制隧道襯砌變形，對(duì)隧道進(jìn)行了仰拱襯砌變形控制研究和圍巖注漿加固試驗(yàn)研究。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，圍巖注漿加固的

5、注漿形式、化學(xué)漿液的類型、注漿加固的位置都對(duì)注漿效果有一定的影響，在不同的圍巖地質(zhì)特征和隧道結(jié)構(gòu)的不同部位要采取相應(yīng)的注漿措施。
　　4、天池坪隧道地質(zhì)災(zāi)害表明，軟巖隧道初期支護(hù)拱部沉降及拱腳收斂變形量比硬質(zhì)巖石隧道初期變形量大，且仰拱初支發(fā)生隆起的現(xiàn)象比較嚴(yán)重；并且初期支護(hù)的變形與隧道幾何形狀、斷面大小、圍巖類別及圍巖的含水量有著密切的關(guān)系。因此對(duì)軟弱圍巖隧道選取最優(yōu)的施工方法是非常重要的。通過MIDAS—GTS有限元原理，建立