隧道軟弱圍巖大變形的施工控制技術(shù)

隧道軟弱圍巖大大變形的施施工控制技技術(shù)交通隧道、水工工工隧道及及其它它地下工工程穿穿越高地地應(yīng)力力區(qū)以及及遇到到軟弱圍圍巖體體，常導(dǎo)導(dǎo)致軟軟巖大變變形等等相關(guān)地地質(zhì)災(zāi)災(zāi)害。根根據(jù)大大量文獻(xiàn)獻(xiàn)檢索索結(jié)果顯顯示，隧道工程程圍圍巖大變變形已已困擾地地下工工程界的的一個(gè)個(gè)重大問(wèn)問(wèn)題。隨著我國(guó)隧道工工工程以及及地下下工程的的迅猛猛發(fā)展，其其長(zhǎng)長(zhǎng)大、深深埋的的特點(diǎn)日日趨明明顯，而而在一一定的圍圍巖地地質(zhì)和環(huán)環(huán)境地地質(zhì)條件件下等等則往往往易于于發(fā)生圍圍巖大大變形等等地質(zhì)質(zhì)災(zāi)害。圍圍巖巖大變形形是一一類危害害程度度大、整整治費(fèi)費(fèi)用高的的地質(zhì)質(zhì)災(zāi)害。目目前前正在施施工的的蘭渝鐵鐵路木木寨嶺隧隧道也也因圍巖巖大變變形不得得不加加強(qiáng)初期期支護(hù)護(hù)，增加加工程程的投入入。1、隧道軟弱圍圍圍巖大變形形的的概述1.1軟弱圍巖巖巖大變形形的定定義關(guān)于圍巖大變形形形，目前前還沒(méi)沒(méi)有形成成一致致的和明明確的的定義。有有的的學(xué)者提提出根根據(jù)圍巖巖變形形是否超超出初初期支護(hù)護(hù)的預(yù)預(yù)留變形形量來(lái)來(lái)定義大大變形形，即在在隧道道施工時(shí)時(shí)，如如果初期期支護(hù)護(hù)發(fā)生了了大于于25cmm(單線隧道)和50ccmm(雙線隧道)的位移，則則則認(rèn)為發(fā)發(fā)生了了大變形形。然然而也有有的學(xué)學(xué)者認(rèn)為為，不不能從變變形量量的絕對(duì)對(duì)值大大小來(lái)定定義大大變形問(wèn)問(wèn)題，具具有顯著著的變變形值是是大變變形問(wèn)題題的外外在表現(xiàn)現(xiàn)，其其本質(zhì)是是由剪剪應(yīng)力產(chǎn)產(chǎn)生的的巖體的的剪切切變形發(fā)發(fā)生錯(cuò)錯(cuò)動(dòng)、斷斷裂分分離破壞壞，巖巖體將向向地下下空洞方方向產(chǎn)產(chǎn)生壓擠擠推變變形來(lái)定定義大大變形。1.2預(yù)防和控控控制軟弱弱圍巖巖大變形形的施施工措施施要預(yù)防和控制隧隧隧道施工工中軟軟弱圍巖巖的大大變形，首首先先做好超超前地地質(zhì)預(yù)報(bào)報(bào)，選選擇相應(yīng)應(yīng)的安安全合理理的施施工方法法和措措施。在在施工工中始終遵遵循“先治水，管管管超前，短短進(jìn)進(jìn)尺，弱弱爆破破，強(qiáng)支支護(hù)，早早封閉，勤勤量量測(cè)”的21字方針。嚴(yán)嚴(yán)嚴(yán)格執(zhí)行行施工工規(guī)范，強(qiáng)強(qiáng)化化施工工工序標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，依依據(jù)據(jù)超前地地質(zhì)預(yù)預(yù)報(bào)，指指導(dǎo)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工工，嚴(yán)嚴(yán)格支護(hù)護(hù)措施施。2、隧道軟弱圍圍圍巖大變形形的的施工控控制技技術(shù)本文以蘭渝鐵路路路木寨嶺嶺隧道道為例，對(duì)對(duì)隧隧道軟弱弱圍巖巖變形的的形成成及控制制施工工變形技技術(shù)進(jìn)進(jìn)行一些些探討討。2.1工程概況況況木寨嶺隧道位于于于甘肅省省岷縣縣進(jìn)內(nèi)，進(jìn)進(jìn)出出口高程程為2549..888m和23900..94mm木寨寨嶺隧道道為單單線雙洞洞隧道道，全長(zhǎng)191110米。木寨寨嶺嶺隧道地地質(zhì)條條件極為為復(fù)雜雜，洞身身穿越越木寨嶺嶺高山山區(qū)，特特殊不不良地質(zhì)質(zhì)有濕濕陷性黃黃土、滑滑坡、泥泥石流流、巖堆堆、炭炭質(zhì)板巖巖及斷斷層?；鶐r節(jié)節(jié)理、裂裂隙發(fā)發(fā)育，有11條斷層破破碎碎帶、3個(gè)背斜及2個(gè)向斜構(gòu)構(gòu)造造，屬高高地應(yīng)應(yīng)力區(qū)。為為極極高風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)隧道道，是本本標(biāo)段段控制性性重點(diǎn)點(diǎn)工程。氣候?qū)儆诟咴孕孕源箨憵鈿夂颍昴昶骄杖照諘r(shí)時(shí)數(shù)22144..9小時(shí)，年年平平均氣候4.9℃--7..00℃，年平均均相相對(duì)濕度68%，年平均均無(wú)無(wú)霜90-11220天，年平平均均降水量596..5毫米，最最熱7月份平均均氣氣溫16℃，最冷1月份平均均氣氣溫-6.99℃。2.2隧道軟弱弱弱圍巖大大變形形的施工工控制制技術(shù)木寨嶺隧道變形形形控制以以支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的的調(diào)整整為主，在在變變形較為為典型型的7#斜井和和正正洞開(kāi)展展以拱拱架調(diào)整整為主主的分階階段支支護(hù)參數(shù)數(shù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)以以及應(yīng)應(yīng)力釋放放等試試驗(yàn)，并并將優(yōu)優(yōu)化后的的支護(hù)護(hù)參數(shù)應(yīng)應(yīng)用于于其它斜斜井施施工中。同同時(shí)時(shí)，斜井井變形形段支護(hù)護(hù)參數(shù)數(shù)的優(yōu)化化結(jié)果果也為正正洞支支護(hù)參數(shù)數(shù)的選選擇提供供了基基礎(chǔ)。（1）應(yīng)力釋放放試試驗(yàn)成果前期在7#斜井井井進(jìn)行超超前大大鉆孔和和超前前導(dǎo)洞應(yīng)應(yīng)力釋釋放試驗(yàn)驗(yàn)。超前鉆孔試驗(yàn)設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)圖和和試驗(yàn)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖圖片試驗(yàn)段與對(duì)比段段段監(jiān)測(cè)數(shù)數(shù)據(jù)里程沉降終值（mmmm)平均值（mm）水平收斂終值（mm）平均值（mm）對(duì)比段斜8004951.7195.06237.71斜79562212.25斜79044305.83超前鉆孔試驗(yàn)段段段斜7252426.3152.93162.67斜72029182.49斜71526152.58（2）正洞臺(tái)臺(tái)階法變變形控控制試驗(yàn)驗(yàn)正洞超前導(dǎo)洞擴(kuò)擴(kuò)擴(kuò)挖法試試驗(yàn)位位于正洞洞右線線DYK11888+00455~DDYKK1888+0075。三臺(tái)階施工三臺(tái)階施工三臺(tái)階法施工圖圖圖片三臺(tái)階施工中臺(tái)臺(tái)臺(tái)階變形形采用三臺(tái)階法施施施工時(shí)，平平均均拱頂下下沉值值為67.9944mm，最大水水平平收斂為164..223mm，上、中中臺(tái)臺(tái)階收斂斂值相相對(duì)較大大，施施工效率率約為為1.3mm//d。通過(guò)臺(tái)臺(tái)階階變形分分析表表明，上上臺(tái)階階施工是是應(yīng)力力調(diào)整的的主要要階段，施施工工中要防防止發(fā)發(fā)生上部部坍方方。在中中臺(tái)階階、下臺(tái)臺(tái)階施施工過(guò)程程中要要加強(qiáng)鎖鎖腳錨錨桿的施施做，仰仰拱快速速閉合合是控制制變形形的關(guān)鍵鍵。各臺(tái)階施工變形形形分布平平均比比例中臺(tái)階開(kāi)挖前下臺(tái)階開(kāi)挖前仰拱開(kāi)挖前襯砌前拱頂32.79%35.60%24.16%7.45%上臺(tái)階拱腳57.67%21.93%16.14%4.25%中臺(tái)階57.58%39.74%2.86%下臺(tái)階98.34%1.66%（3）支護(hù)參數(shù)數(shù)調(diào)調(diào)整優(yōu)化應(yīng)應(yīng)應(yīng)用大戰(zhàn)溝正洞段右右右線重慶慶方向向支護(hù)參參數(shù)應(yīng)應(yīng)用：階段第一階段第二階段第三階段第四階段里程Dyk187+++9055~9996Dyk187+++9966~DDyk11888+0334Dyk188+++0344~1125Dyk188+++1255~3345圍巖情況二疊系下統(tǒng)板巖巖巖夾砂巖巖下統(tǒng)板巖夾砂巖巖巖夾灰質(zhì)質(zhì)板巖巖二疊系下統(tǒng)板巖巖巖夾灰質(zhì)質(zhì)板巖巖二疊系下統(tǒng)板巖巖巖支護(hù)參數(shù)H175型鋼拱拱拱架，間間距0.5mm/榀超前導(dǎo)洞試驗(yàn)段段段H175型鋼拱拱拱架，間間距0.5mm/榀全環(huán)I20b型型鋼鋼拱架，間間間距0.8mm變形量（mm）平均變形量33330mmm＜160mm＜130mm平均變形量34445mmm木寨嶺隧道長(zhǎng)度度度大、地地質(zhì)復(fù)復(fù)雜、斷斷面多多，施工工中面面臨的不不確定定因素多多，為為確保安安全及及施工的的連續(xù)續(xù)性，通通過(guò)對(duì)對(duì)木寨嶺嶺隧道道已施工工段落落支護(hù)、變變形形進(jìn)行分分析總總結(jié)，在在前期期支護(hù)參參數(shù)的的基礎(chǔ)上上，進(jìn)進(jìn)一步優(yōu)優(yōu)化木木寨嶺隧隧道軟軟巖大變變形段段支護(hù)參參數(shù)。（4）工序化化注漿的的應(yīng)用用根據(jù)圍巖開(kāi)挖揭揭揭示，預(yù)預(yù)判隧隧道可能能出現(xiàn)現(xiàn)變形的的，在在隧道開(kāi)開(kāi)挖支支護(hù)初期期預(yù)施施做注漿漿錨管管。根據(jù)據(jù)變形形等級(jí)管管理情情況，當(dāng)當(dāng)支護(hù)護(hù)變形超超過(guò)200mmm，變形沒(méi)沒(méi)有有趨于收收斂的的情況下下進(jìn)行行徑向注注漿加加固。（5）臨時(shí)支撐撐的的應(yīng)用采取工序化注漿漿漿加固措措施后后，變形形超過(guò)過(guò)300mmm，且仍沒(méi)沒(méi)有有收斂趨趨勢(shì)，為為了保證證支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)和和施工工的安全全，架架設(shè)臨時(shí)時(shí)支撐撐，使變變形速速率迅速速下降降，也為為初支支仰拱施施做提提供安全全保證證。同時(shí)時(shí)，二二襯仰拱拱施做做完成后后，根根據(jù)二襯襯施做做長(zhǎng)度，拆拆除除相應(yīng)長(zhǎng)長(zhǎng)度的的臨時(shí)支支撐，也也保證了了初期期支護(hù)不不侵限限。DyK178+050～+040段臨時(shí)橫撐DyK178+020～+010段臨時(shí)橫撐DyK178+050～+040段臨時(shí)橫撐DyK178+020～+010段臨時(shí)橫撐通過(guò)對(duì)以H17775、I20b型鋼拱架架為為主的支支護(hù)參參數(shù)在正正洞的的應(yīng)用，結(jié)結(jié)合合地質(zhì)條條件的的變化，適適度度調(diào)整間間距；；根據(jù)變變形情情況，適適時(shí)進(jìn)進(jìn)行工序序化注注漿、架架設(shè)橫橫撐等增增強(qiáng)措措施，保保證支支護(hù)參數(shù)數(shù)的相相對(duì)穩(wěn)定定性。3結(jié)論：根據(jù)木寨嶺高地地地應(yīng)力炭炭質(zhì)板板巖特點(diǎn)點(diǎn)，從從地質(zhì)預(yù)預(yù)報(bào)、爆爆破優(yōu)化化、開(kāi)開(kāi)挖、出出渣運(yùn)運(yùn)輸、錨錨噴支支護(hù)、二二次襯襯砌以及及施工工組織等等方面面進(jìn)行了了分析析和總結(jié)結(jié)，施施工中遵