軟弱圍巖隧道分析

1、太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所匯匯 報報 內(nèi)內(nèi) 容容一、軟弱圍巖隧道的工程特征一、軟弱圍巖隧道的工程特征二、軟弱圍巖隧道潛在安全風(fēng)險源二、軟弱圍巖隧道潛在安全風(fēng)險源四、軟弱圍巖變形控制技術(shù)四、軟弱圍巖變形控制技術(shù) 三、軟弱圍巖隧道設(shè)計三、軟弱圍巖隧道設(shè)計 3五、體會與建議五、體會與建議 六、結(jié)束語六、結(jié)束語 太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所 隨著我國鐵路路網(wǎng)的完善，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的提高，特別是高速鐵路和客運專線的大量修建，隧道建設(shè)規(guī)模和技術(shù)水平也踏上了一個新的臺階;然而，軟弱圍巖隧道坍方、作業(yè)人員傷亡等事故卻時有發(fā)生，隧道建設(shè)的安全現(xiàn)狀無法與當(dāng)前的形勢相適應(yīng)。從設(shè)計源頭上解決當(dāng)前軟弱圍巖隧道建設(shè)過

2、程中存在的問題，是非常必要和及時的。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所 我國是世界鐵路隧道大國。據(jù)統(tǒng)計，截止目前，我國鐵路隧道通車運營長度已達(dá)到6000公里，在建隧道約6600公里，規(guī)劃設(shè)計長度約7600公里，預(yù)計到2020年，我國鐵路隧道總長將達(dá)2萬公里左右，位居世界第一。 我院承擔(dān)的任務(wù)主要集中在西南山區(qū)，地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，一方面，隧道多；另一方面，隧道通過軟弱圍巖地段長，如：全長462km的成蘭線，隧道長度就達(dá)到322km，隧線比70%，、級圍巖的比重75，且多為千枚巖、板巖等軟弱圍巖地層。 這些都從客觀上增大了隧道設(shè)計在安全方面的風(fēng)險。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所 半個多世紀(jì)來，我

3、院在西南山區(qū)鐵路隧道的建設(shè)中，既積累了一定的經(jīng)驗，也有不少教訓(xùn)和體會，根據(jù)會議安排，下面我就軟弱圍巖隧道工程設(shè)計方面做簡要匯報，不妥之處，敬請領(lǐng)導(dǎo)批評指正。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所( (一一) )軟弱圍巖主要工程地質(zhì)特點軟弱圍巖主要工程地質(zhì)特點 軟弱圍巖一般是指巖質(zhì)軟弱、承載力低、節(jié)理裂隙發(fā)育、結(jié)構(gòu)破碎的圍巖，工程地質(zhì)特點有：(1)巖體破碎松散、粘結(jié)力差：一般為土層、巖體全風(fēng)化層、擠壓破碎帶等構(gòu)成的圍巖，由于結(jié)構(gòu)破碎松散，巖體間的粘結(jié)力差，開挖洞室后，僅靠顆粒間的摩擦效應(yīng)和微弱膠結(jié)作用成拱，這類巖體極不穩(wěn)定，尤其是在淺埋地段容易發(fā)生坍塌冒頂。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所(2)圍巖強

4、度低、遇水易軟化：一般以頁巖、泥巖、片巖、炭質(zhì)巖、千枚巖等為代表的軟質(zhì)巖地層，由于其強度低、穩(wěn)定性差，開挖暴露后易風(fēng)化、遇水易軟化，尤其是深埋地段受高應(yīng)力影響容易發(fā)生塑性變形，造成洞室內(nèi)擠。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所(3)巖體結(jié)構(gòu)面軟弱、易滑塌：主要是存在于受結(jié)構(gòu)面切割影響嚴(yán)重的塊狀巖體中，由于結(jié)構(gòu)面的粘結(jié)強度較低，開挖后周邊巖體極易沿結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生松弛、滑移和墜落等變形破壞現(xiàn)象。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所（二）、軟弱圍巖的變形與破壞特征（二）、軟弱圍巖的變形與破壞特征 軟弱圍巖的工程地質(zhì)性質(zhì)決定了它在隧道工程中的變形特征，即開挖后自穩(wěn)能力差，表現(xiàn)出“自穩(wěn)時間短、易坍塌”的特征。 由于

5、隧道的開挖，使先前支撐隧道洞身圍巖被移走，洞壁臨空；造成圍巖應(yīng)力進(jìn)行重新調(diào)整，圍巖與洞壁均向隧道凈空方向變形。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所這種變形由三部分組成：一是，隧道正前方掌子面的水平位移，表現(xiàn)為掌子面的水平鼓出;二是，掌子面前方圍巖下沉，淺埋隧道表現(xiàn)為地表下沉，形成沉降槽;圖 掌子面鼓出/地表沉降槽太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所 三是，剛開挖的隧道洞壁出現(xiàn)收斂變形，表現(xiàn)為拱頂下沉和邊墻內(nèi)移;圖 拱頂下沉和邊墻內(nèi)移太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所 若這種變形不進(jìn)行控制，則可能發(fā)生隧道坍方。常見的隧道坍方類型可以歸納為兩類：常見的隧道坍方類型可以歸納為兩類： 一是掌子面水平變形過大，發(fā)

6、生掌子面擠出坍方； 另一類是支護(hù)下沉過大，出現(xiàn)整體失穩(wěn)坍方。 圖 掌子面擠出坍方 圖 整體失穩(wěn)坍方太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所 當(dāng)隧道上部覆土較淺時，隧道內(nèi)的變形可能發(fā)展到地表，引起地表變形開裂，甚至出現(xiàn)坍塌冒頂?shù)那闆r。這種坍方對隧道工程的建設(shè)和環(huán)境的危害性極大。整體失穩(wěn)坍方工程實例 洞頂?shù)乇硐菘犹砉ご髮W(xué)巖土與地下工程研究所 針對軟弱圍巖隧道的支護(hù)變形、塌方等風(fēng)險，從地質(zhì)角度進(jìn)行分析總結(jié)，其潛在安全風(fēng)險源主要有6種情況：（1）軟弱圍巖淺埋、偏壓 軟弱圍巖淺埋地段，隧道施工時拱部一般難于成拱，在未采取足夠措施前，軟弱圍巖淺埋隧道易發(fā)生局部塌方；軟弱圍巖偏壓地段，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)將承受顯著的不

7、對稱荷載，施工期間易造成初期支護(hù)縱向開裂或錯臺，變形過大甚至塌方。圖 地形引起的偏壓圖 地質(zhì)引起的偏壓 太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所（2）土質(zhì)隧道 土質(zhì)隧道強度低、自穩(wěn)性差，與巖石隧道相比要承受更大的荷載，若初期支護(hù)強度不足，將導(dǎo)致變形大、嚴(yán)重時會出現(xiàn)局部坍塌等安全風(fēng)險。土質(zhì)隧道塌方冒頂及洞內(nèi)松散坍體太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所（3）大埋深軟巖隧道 在大埋深軟巖地段，一般存在較高的地應(yīng)力，由于軟巖抗壓強度低，開挖過程中洞壁巖體剝離，位移極為顯著，變形持續(xù)時間長，隧底常出現(xiàn)隆起現(xiàn)象。 通過該段時，若支護(hù)不足，可能造成支護(hù)變形過度、侵限，甚至塌方等安全風(fēng)險。 支護(hù)大變形嚴(yán)重侵入凈空實例太原

8、理工大學(xué)巖土與地下工程研究所（4）斷層破碎帶 由于斷層上下兩盤的相對運動，常使斷層面附近巖石破碎成碎石和粉末狀，形成斷層破碎帶，其巖體一般自穩(wěn)性極差，且常伴有地下水，隧道通過斷層破碎帶時易發(fā)生塌方、掌子面突泥、突水等安全風(fēng)險。隧道斷層破碎帶及塌方太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所（5）結(jié)構(gòu)面發(fā)育的塊狀巖體地段 塊狀圍巖的力學(xué)特性是巖石單體強度較高、承載力較高，但因結(jié)構(gòu)面發(fā)育，受其切割制約，特別是在有地下水組合作用的條件下，巖體整體穩(wěn)定性差，這類圍巖隧道坍塌的特點是個別巖塊失穩(wěn)，造成較大范圍巖塊突然坍塌。坍塌巖塊結(jié)構(gòu)面發(fā)育太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所（6）不同巖層接觸帶地段 由于不同巖層，巖性

9、差異大，加之常伴有地下水，在接觸面附近常發(fā)育有風(fēng)化剝蝕面，巖體較為軟弱、破碎，隧道通過時，在掌子面上方或前方，易發(fā)生塌方、涌泥等安全風(fēng)險。隧道接觸帶塌方太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所（一）、軟弱圍巖隧道設(shè)計理論（一）、軟弱圍巖隧道設(shè)計理論 在隧道工程的設(shè)計與施工中，除了了解軟弱圍巖隧道“自穩(wěn)差、易坍塌”的工程特點，還必須清楚地認(rèn)識到隧道不同于地面建筑物的3個主要特點：（1）隧道是由圍巖和多種支護(hù)結(jié)構(gòu)兩部分組成的，即： 隧道隧道 = = 圍巖圍巖 + + 支護(hù)支護(hù) 圍巖與支護(hù)共同承擔(dān)山體的壓力。圖 圍巖與支護(hù)共同受力太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所隧道工程的3個主要特點 （2）隧道承受的壓力具

10、有不確定性。 （3）支護(hù)體系是控制圍巖變形的關(guān)鍵。 為有效控制隧道工程安全風(fēng)險，避免或減少坍方事故發(fā)生，應(yīng)以“充分調(diào)動圍巖的承載能力，有效控制圍巖變形和松弛”為設(shè)計理念，按新奧法原理進(jìn)行軟弱圍巖隧道設(shè)計。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所（二）、隧道支護(hù)設(shè)計（二）、隧道支護(hù)設(shè)計 根據(jù)新奧法原理，軟弱圍巖隧道支護(hù)一般采用復(fù)合襯砌。 復(fù)合襯砌由初期支護(hù)、二次襯砌兩部分組成。 隧道開挖后先實施噴射混凝土、錨桿、鋼拱架等與圍巖密貼的初期支護(hù)，約束圍巖變形，并根據(jù)變形監(jiān)控量測結(jié)果，適時施作二次襯砌。圖 復(fù)合襯砌圖太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所1 1、初期支護(hù)設(shè)計、初期支護(hù)設(shè)計 初期支護(hù)是由噴射混凝土、錨

11、桿、鋼架組成的聯(lián)合支護(hù)體系，是復(fù)合襯砌隧道的主要承載結(jié)構(gòu)。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所初期支護(hù)設(shè)計初期支護(hù)設(shè)計 - - 噴射混凝土噴射混凝土 噴射混凝土的作用 噴混凝土能及時、有效地防止開挖面巖層的松散、離層和掉落，是有效地保護(hù)圍巖、防止坍方的重要手段。填充裂隙 界面附著防掉塊 噴混凝土與圍巖的粘附是發(fā)揮噴混凝土支護(hù)效果的保證，也是噴混凝土最主要的力學(xué)作用。圖 噴射混凝土與圍巖太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所初期支護(hù)設(shè)計初期支護(hù)設(shè)計 - - 噴射混凝土噴射混凝土軟弱圍巖中噴混凝土設(shè)計及施工要點: 噴混凝土應(yīng)具有必要的早期強度，以盡快對圍巖提拱支承力，24小時抗壓強度不應(yīng)低于10MPa。 噴

12、混凝土應(yīng)有足夠的后期強度，強度等級不應(yīng)低于C25。 與圍巖應(yīng)具有足夠的粘附強度，使噴混凝土與圍巖盡快形成整體，阻止圍巖松動下滑，與圍巖的粘結(jié)強度不應(yīng)低于0.5MPa。 軟弱圍巖采用鋼筋網(wǎng)噴混凝土，增強噴混凝土的抗剪強度、提高粘附性。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所初期支護(hù)設(shè)計初期支護(hù)設(shè)計 - - 噴射混凝土噴射混凝土為達(dá)到設(shè)計目的，軟弱圍巖中噴混凝土施工要求做到：噴混凝土應(yīng)采用濕噴工藝 濕噴法其噴射混合料進(jìn)入噴射機前已經(jīng)按規(guī)定加入水拌合均勻，因此較干噴工藝具有水灰比能準(zhǔn)確控制，利于水泥的水化，施工粉塵小，回彈少，混凝土均質(zhì)性好，強度高的優(yōu)點。噴混凝土必須與巖面密貼，不可有空洞，以保證良好的共同

13、受力狀態(tài)噴混凝土必須快速、及時施作。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所初期支護(hù)設(shè)計初期支護(hù)設(shè)計 - - 錨桿錨桿 錨桿作為初期支護(hù)的另一主要構(gòu)件，設(shè)計施工中是必不可少的，特別是在軟弱圍巖中，其對圍巖的加固作用十分明顯。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所1）軟弱圍巖中錨桿的作用 在軟弱圍巖中單憑噴射混凝土往往難以抵抗圍巖的巨大形變壓力，不能有效地保證支護(hù)的可靠性。在這種情況下，需要將噴射混凝土與錨桿聯(lián)合使用，并把錨桿作為主要的支護(hù)措施。 軟弱圍巖中錨桿的主要作用是通過形成具有一定厚度的“加固圈”來“加固圍巖”。 “加固圈”承擔(dān)外層圍巖傳來的荷載，使得最后傳到噴射混凝土層的荷載大為減小。 錨桿對圍巖的

14、加固是通過錨桿周圍的水泥砂漿與圍巖的粘結(jié)力來實現(xiàn)的，因此需保證錨固可靠，且錨桿墊板必須與巖面緊貼。錨桿隧道加固圈太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所2）軟弱圍巖錨桿設(shè)計與施工要點：錨桿的布置一般沿洞室周邊徑向均勻布置，必要時底部也要加錨桿；為保證加固帶有一定厚度，錨桿的長度與間距之比一般為2:1；為防止錨桿間圍巖坍落，還應(yīng)配合網(wǎng)噴混凝土，噴層主要承擔(dān)錨桿間的局部坍塌荷載； 為達(dá)到設(shè)計目的，軟弱圍巖錨桿施工中要求做到：錨桿錨固可靠，全長粘結(jié)；要用墊板，且墊板要求與巖面緊貼。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所初期支護(hù)設(shè)計初期支護(hù)設(shè)計 - -鋼架鋼架 鋼架分型鋼鋼架與格柵鋼架兩種，一般應(yīng)與錨桿、噴混凝土共

15、同使用。圖 鋼架斷面圖格柵鋼架太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所1）鋼架的作用鋼架的作用有四點： 一是噴混凝土發(fā)揮作用前支撐圍巖； 二是對噴射混凝土進(jìn)行補強； 三是作為超前支護(hù)的支點； 四是與錨桿、噴射混凝土共同發(fā)揮初期支護(hù)的作用。2）鋼架適用范圍 鋼架的最大特點是剛度大，架設(shè)后能夠立即承載受力。因此，多用于軟弱破碎或土質(zhì)圍巖中，需要控制圍巖變形迅速發(fā)展的場合。如淺埋、偏壓及土層隧道等。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所鋼架的設(shè)計與施工要點： 一般采用工字鋼，或“八字結(jié)”形聯(lián)系鋼筋的格柵鋼架； 鋼架間距一般為0.61.0m。 為增加鋼架的整體性，每榀鋼架間應(yīng)設(shè)縱向連接構(gòu)件； 鋼架拱腳及墻腳應(yīng)有控制

16、鋼架位移和下沉的措施。 為達(dá)到設(shè)計目的，鋼架的施工要求做到： 接頭是整個鋼架的薄弱環(huán)節(jié)，必須加強; 鋼架應(yīng)直立安裝，并用混凝土預(yù)制塊與圍巖頂緊； 型鋼鋼架應(yīng)預(yù)留注漿孔，及時對噴混凝土層后回填注漿，保證與圍巖密貼； 分部開挖鋼架落底接長時，要注意防止失穩(wěn)。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所2 2、二次襯砌設(shè)計、二次襯砌設(shè)計 軟弱圍巖中二次襯砌也是主要承載結(jié)構(gòu)，二次襯砌與初期支護(hù)共同承擔(dān)較大的后期圍巖變形壓力，應(yīng)適時施作。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所二次襯砌設(shè)計二次襯砌設(shè)計 （1）二次襯砌的作用 軟弱圍巖隧道中，二次襯砌的主要作用：一是承載，二是安全儲備，保障運營的安全。（2）二次襯砌的設(shè)計與施

17、工要點 二次襯砌原則上應(yīng)適時施做。 軟弱圍巖二次襯砌應(yīng)帶仰拱，與邊墻應(yīng)圓順連接，減少應(yīng)力集中。 為達(dá)到設(shè)計目的，軟弱圍巖二次襯砌施工要求做到： 二次襯砌應(yīng)先施工仰拱，分段整體澆注 。 二次襯砌背后空洞應(yīng)回填密實。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所1 1、控制掌子面變形、坍塌的技術(shù)、控制掌子面變形、坍塌的技術(shù) 掌子面過大的變形將導(dǎo)致坍塌事故的發(fā)生。這種事故占隧道坍方事故的比例最高，造成的人員、機械設(shè)備的損失最大，在設(shè)計施工中都應(yīng)該引起高度重視。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所控制掌子面變形、坍塌的技術(shù)控制掌子面變形、坍塌的技術(shù) - - 超前超前支護(hù)支護(hù) 常見的控制掌子面變形、坍塌的技術(shù)有：（1）超

18、前支護(hù) 超前支護(hù)是一種 “先支后挖”技術(shù)，是控制隧道掌子面前方圍巖變形，防止隧道掌子面坍塌的主要手段。 常用的超前支護(hù)有：超前錨桿、超前小導(dǎo)管注漿、超前大管棚。圖 超前支護(hù)示意圖太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所控制掌子面變形、坍塌的技術(shù)控制掌子面變形、坍塌的技術(shù) - - 超前支護(hù)超前支護(hù)軟弱圍巖超前支護(hù)施工中要求做到1）超前管棚必須按設(shè)計要求進(jìn)行壓漿，以起到加固圍巖的作用。2）為保證管棚與鋼架的聯(lián)合支護(hù)作用，管棚外露部分應(yīng)焊接于鋼架上。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所控制掌子面變形、坍塌的技術(shù)控制掌子面變形、坍塌的技術(shù) - - 掌子面掌子面錨桿錨桿（2）掌子面錨桿 設(shè)置掌子面錨桿的目的是控制圍

19、巖開挖后的先行位移和掌子面位移，也是給大斷面開挖創(chuàng)造條件，有利于控制先行和后期圍巖、支護(hù)變形。 掌子面錨桿的長度一般都在1020m 之間，宜優(yōu)先采用易于切割的玻璃纖維錨桿。圖 掌子面錨桿太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所控制掌子面變形、坍塌的技術(shù)控制掌子面變形、坍塌的技術(shù) - -掌子面噴混凝土封閉掌子面噴混凝土封閉（3）掌子面噴混凝土封閉 掌子面噴混凝土是現(xiàn)場使用較多的另一種維持掌子面穩(wěn)定的支護(hù)措施。圖 掌子面混凝土封閉太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所控制掌子面變形、坍塌的技術(shù)控制掌子面變形、坍塌的技術(shù) - -（4 4）掌子面預(yù)留核心土）掌子面預(yù)留核心土 掌子面預(yù)留核心土防止掌子面失穩(wěn)、坍方是隧

20、道中運用最廣、最簡單、最經(jīng)濟的技術(shù)措施之一。核心土核心土核心土太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所2 2、控制落底開挖坍方技術(shù)、控制落底開挖坍方技術(shù) 隧道上臺階開挖支護(hù)完成，下一道工序就是下臺階落底開挖。這道工序風(fēng)險極大。落底時上半部支護(hù)基礎(chǔ)懸空，失去支撐，很容易引起支護(hù)和圍巖失穩(wěn)、坍方。 這種事故一旦發(fā)生，容易造成前方掌子面作業(yè)人員被困和傷亡。 落底開挖的關(guān)鍵技術(shù)是在開挖前給上半斷面支護(hù)結(jié)構(gòu)提供一個臨時或永久的基礎(chǔ)，控制支護(hù)拱腳的快速下沉。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所常見的控制拱腳下沉技術(shù)有：常見的控制拱腳下沉技術(shù)有：（1 1）鎖腳錨管技術(shù)）鎖腳錨管技術(shù) 鎖腳錨管當(dāng)它作為承載結(jié)構(gòu)時，主要是傳

21、遞來自于上部初期支護(hù)的壓力，因此，應(yīng)盡量沿拱腳切線方向設(shè)置。若施作不到位，將降低錨管作用效果。圖 鎖腳錨管太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所（2 2）臨時仰拱技術(shù)）臨時仰拱技術(shù) 臨時仰拱在臺階法開挖的軟巖大斷面隧道中經(jīng)常使用，能讓上臺階臨時封閉成環(huán)，有效地控制上半段面支護(hù)的沉降，保證下臺階開挖的安全。圖 臺階法臨時仰拱太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所（3 3）擴大拱腳技術(shù)）擴大拱腳技術(shù) 擴大拱腳是通過展寬基礎(chǔ)，減小地基壓力的方法，實現(xiàn)控制支護(hù)沉降的又一種有效的技術(shù)手段。 其關(guān)鍵是基礎(chǔ)要有足夠的寬度，設(shè)計寬度一般為0.81.0m。施作時，若拱腳寬度不夠，將造成沉降過大，達(dá)不到設(shè)計要求。圖 擴大拱腳

22、太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所3 3、工程實例、工程實例 成功實施的超大斷面軟弱圍巖隧道工程實例：六沾鐵路烏蒙山二號隧道。 隧道出口為四線車站隧道，全長610m，其最大開挖寬度達(dá)28.42m，最大開挖面積為354.30m2，為單跨交通隧道的世界之最。 隧道洞身主要通過泥巖、頁巖夾砂巖等地層。針對跨度超大、圍巖軟弱的特點，結(jié)構(gòu)采用核心土、超前預(yù)支護(hù)、邊墻設(shè)臺的拱跨式結(jié)構(gòu)，有效地控制了支護(hù)的變形。目前大跨開挖已基本完成，未出現(xiàn)坍塌問題。圖 六沾鐵路烏蒙山二號隧道實例太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所1 1、遵循、遵循“選線四原則選線四原則”，從設(shè)計源頭降低軟弱圍巖隧道風(fēng)險，從設(shè)計源頭降低軟弱圍巖隧

23、道風(fēng)險 隧道位置的選擇在重視洞口地形、地質(zhì)條件的同時，應(yīng)充分考慮隧道洞身地質(zhì)條件，隧道位置應(yīng)盡量避免或減少通過軟弱圍巖地段。在選線設(shè)計時，要遵循以下“選線四原則”：（1）選擇構(gòu)造簡單，地層單一，地下水不發(fā)育，巖體完整性較好的地段；（2）盡量減少傍山、淺埋段，避免短隧道群。（3）隧道洞身宜平行水平最大主應(yīng)力方向，爭取垂直巖層走向；（4）避開或遠(yuǎn)離斷層破碎帶，必須穿過時，宜大角度穿過；并應(yīng)注意選擇在斷層、特別是活動斷層的被動盤內(nèi)通過。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所2 2、充分貫徹、充分貫徹“早進(jìn)晚出早進(jìn)晚出”的原則，強化軟弱圍巖隧道進(jìn)洞設(shè)計的原則，強化軟弱圍巖隧道進(jìn)洞設(shè)計 洞口位置的選擇充分考慮

24、施工、運營安全和環(huán)保要求，遵循“早進(jìn)晚出”的原則。有條件時應(yīng)盡量接長明洞，不要為了縮短隧道的長度而偏壓、拉槽進(jìn)洞，使洞口處挖深過大，破壞山體坡面的穩(wěn)定和植被，給施工和運營安全帶來隱患。進(jìn)洞成功實例 進(jìn)洞失敗實例 太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所 軟弱圍巖隧道宜采用超前管棚進(jìn)洞，并對洞口臨時開挖坡面采取錨桿（索）、壓漿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土等支護(hù)措施；同時，在開挖進(jìn)洞之前，還應(yīng)做好地表防排水系統(tǒng)，以確保隧道進(jìn)洞安全。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所3 3、高風(fēng)險軟弱圍巖雙線長隧道，宜采用雙洞單線分修方案、高風(fēng)險軟弱圍巖雙線長隧道，宜采用雙洞單線分修方案 高風(fēng)險軟弱圍巖雙線長隧道宜采用上下行分修，修

25、建兩座單線隧道，由于隧道開挖跨度、斷面減小，有利于施工時控制圍巖和支護(hù)變形，防止坍方事故的發(fā)生。4 4、加強地質(zhì)勘察工作，細(xì)化軟弱巖層工程特性判釋、加強地質(zhì)勘察工作，細(xì)化軟弱巖層工程特性判釋 重視軟弱圍巖地段的地質(zhì)勘察工作，開展綜合勘探，查明其工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，圍巖合理定級。 對于通過軟弱圍巖地段的隧道，地質(zhì)勘察工作的主要目的是確定軟弱圍巖在隧道洞身上的分布段落、工程特性。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所 通過地質(zhì)測繪輔以槽探、平硐等方法，了解軟弱巖層的分布層位，綜合地面物探成果初步確定軟弱圍巖在洞身的分布段落。在此基礎(chǔ)上布置鉆探工作，通過鉆探、孔內(nèi)綜合測井、原位測試和室內(nèi)試驗，進(jìn)一步細(xì)

26、化軟弱圍巖在隧道洞身段的分布段落和工程特性。 為彌補勘察工作的局限性，應(yīng)加強施工地質(zhì)特別是超前地質(zhì)預(yù)報工作，在開挖環(huán)境下、圍巖的受力、地下水的徑流條件均有所變化，應(yīng)高度重視局部的小構(gòu)造、不同巖性的接觸帶、層間不利的結(jié)構(gòu)面組合對隧道穩(wěn)定性的不利影響。太原理工大學(xué)巖土與地下工程研究所5 5、針對軟弱圍巖的工程特性，設(shè)計方案應(yīng)做到、針對軟弱圍巖的工程特性，設(shè)計方案應(yīng)做到“三個有利于三個有利于” 軟弱圍巖的力學(xué)特性是強度低、承載力低，隧道開挖后變形大。因此，針對圍巖與隧道變形的控制措施是設(shè)計的要點。設(shè)計應(yīng)做到“三個有利于”：（1）開挖方法的設(shè)計應(yīng)有利于保護(hù)圍巖，減小塑性區(qū)范圍，最大限度地調(diào)動圍巖的承載作用，控制圍巖的變形量；例如采用弱爆破、圍巖預(yù)加固等設(shè)