软岩隧道初支大变形灾害处治措施研究

摘要

软岩隧道大变形是我国隧道修建中经常遇到的一个问题，当隧道穿越软弱围岩、高应力围岩时，软岩隧道往往会出现大变形灾害。隧道大变形灾害带来的损失是巨大的，尤其是对于长大、深埋隧道，如果大变形现象处治不合理，将会造成重大的经济和工期损失。因此认清大变形灾害产生的原因，探寻合理的处治措施也就显得尤为重要。本文依托谷竹高速三十四标段关垭子隧道工程，探讨了关垭子隧道初期支护大变形灾害产生的原因。通过原因分析明确了施工难重点，随后制定了详细的大变形灾害处治方案，并着重分析了处治方案中重要的两个部分:小导管注浆技术和微震爆破拆除技术，最终合理的解决了关垭子隧道大变形问题。本文在研究过程中主要得出了以下几点结论，希望为今后此类施工提供一定的经验。
　　本研究主要内容包括：⑴关垭子隧道软岩侵限原因主要是由于围岩的膨胀应力引起的，膨胀应力会造成软岩隧道拱顶下沉增大，对隧道上部分影响明显，同时，地下水的影响、偏压的存在、仰拱施做的不及时都会造成情况的进一步恶化。⑵在换拱方案中要充分考虑两个问题:减小拱架拆除对围岩的扰动和提高围岩的承载能力，因此拱架拆除应当采用分布拆除，台阶法拆除能有效降低爆破扰动，同时应当合理使用减震技术以及围岩加固措施。⑶小导管注浆对围岩的加固作用明显，能够很好地提高围岩的承载能力，抑制围岩松弛变形。本文还将灰色理论引入注浆效果预测，得出GM模型和改进后的GM模型都能够很好地预测围岩的注浆效果，GM模型的预测精度取决于断面的复杂程度，基于背景值改进后的模型对初始模型的改进程度由初始模型的预测精度决定，对于复杂的断面，基于背景值改进后的模型预测精度更好，更加适合。⑷通过现场的监测可以发现爆破对原始围岩的影响范围有限，影响范围大约在15m左右，因此在爆破拆除时应当注意爆破临近处原有初期支护的变化。⑸仰拱施作后围岩变化速度变得很小，并且围岩对爆破地震波的反应也变得不敏感，仰拱的施作时机对软岩隧道有着重要的影响，所以在拱架置换以后，应及时进行仰拱施做。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容与研究方法

2 工程背景及变形数据分析

2．1 工程概况

2．2 关垭子隧道支护体系

2．3 关垭子隧道施工组织设计

2．4 关垭子隧道初支大变形分析

2．5 小结

3 初支大变形原因分析及处治研究

3．1 关垭子隧道大变形原因分析

3．2 处治隧道大变形的难点及措施

3．3 小结

4 小导管注浆技术及效果数值预测

4．1 小导管注浆的作用机理

4．2 小导管注浆参数

4．3 小导管注浆效果预测及评定

4．4 小结

5 初期支护的爆破拆除

5．1 初期支护对爆破振动响应

5．2 关垭子隧道微震爆破的应用

5．3 安全措施研究及效果数据分析

5．4 小结

6．结语

6．1 主要结论

6．2 不足与展望

致谢

研究生期间参与的课题与取得的成果

参考文献