软岩大变形

摘要： 隧道施工以及正常使用均易受到现场地质条件的影响,穿越高地应力、软弱破碎围岩等地质时,容易导致围岩发生大幅度变形,进而造成工期延误、质量缺陷、安全事故等不良影响。因此,准确探明围岩变形特性并采取有效的控制措施至关重要。结合实际工程,首先分析公路隧道软岩变形的基本特征,再进一步探讨支护施工技术,阐述关键施工要点,最终取得了良好的施工效果。

摘要： 为解决新乌鞘岭隧道8号、9号、10号斜井工区正洞在千枚岩、板岩等软弱破碎岩体前期施工中出现的掌子面频繁溜塌、初期支护开裂、变形扭曲等问题,在对地质预报、监控量测和围岩松动圈等数据分析以及三台阶钻爆法施工支护存在的问题研究的基础上,采用现场试验的方法,研究玻璃纤维锚杆超前加固、超前大管棚支护、悬臂掘进机预留核心土两台阶机械法开挖工法、合理预留变形量以及增强初期支护的锁脚锚固、桁架结构加强初期支护纵向连接、径向注浆加固围岩等措施。经现场应用表明:1)对于高地应力软弱围岩隧道,采用预留核心土两台阶大断面悬臂掘进机铣挖法施工技术是可行的,结合超前加固、支护结构补强等措施后,支护结构累计变形较前期减小一半以上,支护结构变形可控。2)采用悬臂掘进机开挖,隧道平均线性超挖量可控制在15 cm以内,相比钻爆法喷射混凝土平均超挖率由120%减小至60%,工序循环时间减少3 h左右,月施工进度由25~35 m提升至50~60 m。3)高地应力软岩大变形控制应在合理工法、合适设备、合理预留变形量和具有一定抵抗变形能力的支护结构之间找到平衡点。

摘要： 滇中引水工程香炉山深埋长隧洞穿越软岩(含断层破碎带)时,在高地应力和富水条件下易产生围岩大变形,变形量可达数十厘米到数米,如不及时支护或支护不当,不但给工程建设带来极大困难,而且整治费用高昂,同时会严重影响工期、延滞总体工程进度。根据软岩工程地质特性、软岩大变形分析评价方法、数值模拟结果对香炉山深埋长隧洞进行了软岩挤压大变形分析预测,提出了处理措施建议,避免了软岩大变形可能造成的危害。研究成果可为类似深埋长隧洞工程提供一定的借鉴。

摘要： 隧道穿越活动断裂带,遭遇软弱破碎围岩,遇水软化,极易形成大变形段落,在软岩大变形段开挖支护施工中,通过对围岩松动圈监测分析,研究契合围岩变形时空效应的初支技术,提出了长短锚杆结合双层初支体系,形成群锚效应,实现了对围岩裂缝发展、膨胀挤压的快速控制;采用“分部预留、先让后抗”施工理念,在初支与开挖后通过监测数据掌握变形发展规律,准确施作二支形成初支控制变形的整体,从理念上彻底解决了初支破坏后另行拆换钢架的难题,保证了软岩大变形段隧道的顺利掘进,对今后的活动断裂带软岩大变形隧道施工有一定的参考价值。

摘要： 鉴于四川省长大公路隧道的大变形特征,通过现场技术分析和现场试验研究了控制公路隧道软岩大变形的措施。定量分析表明,使用长螺栓和高强度初期支护,隧道的沉积岩,围岩的收敛性和围岩的等效塑性变形均有一定程度的降低。经高强度刚性支撑、支锚、径向加固注浆、加强锁脚锚杆后,软岩石的变形控制效果很好,但是在地面不会出现异常外观,控制措施是有效的。

摘要： 国内外在治理隧道大变形中积累了相当充足的经验。不同于传统的强调高强度、大刚度的支护理念,法国-意大利圣马丁隧道在治理大变形时,采用了将喷射混凝土支护与让压锚杆、可滑动钢架协同工作的屈服控制型支护。国内的蒙华铁路阳山隧道,利用了低碳钢良好的峰后承载能力和塑性变形能力,提出并研发了“直板式限阻器”,并结合喷射混凝土与钢架支护,成功控制了隧道变形,并保证了初支不破、不拆、不换。因为限阻耗能支护结构较好的经济型与有效性,故在中老铁路项目沙嫩山二号隧道中采用该种方式治理隧道大变形。

摘要： 软岩隧道的施工难度大、安全隐患多,因其具有复杂构造的岩层,且软岩易变形,若处置不当易引起安全生产事故。文章就软岩大变形条件下高原隧道施工进行了分析和研究,阐述了关于超前地质预报、爆破、开挖、监控、量测等软弱围岩隧道方面的关键环节,提高隧道初期支护稳定性,减小初期支护变形收敛,达到减少初期支护变形侵限风险的效果,为优化监管、提高效率、保障安全等重点环节提供了依据。

摘要： 基于让压支护理论,采用岩体力学计算模型,运用FLAC 3D差分元软件计算分析了深埋隧道施工过程中传统栓接式钢架和新型铰接钢架的受力变形特征。结果表明:传统栓接式钢架比铰接式钢架有利于控制围岩位移;铰接式钢架更能适应高地应力围岩大变形隧道围岩压力的较均匀调整,防止初支发生严重破坏。传统栓接式钢架比铰接式钢架产生的钢架位移较小;但在接头位置传统栓接式钢架弯矩较大,铰接式钢架接头位置弯矩为零。喷混混凝土最大压应力基本不受钢架接头形式的影响,铰接式钢架节点部位初支偏心矩减小,安全性增加,其他位置初支的安全性基本不变。

摘要： 软岩大变形主要是由深埋隧道高地应力、富水情况或通过断层破碎带所造成。本文通过分析江木拉隧道软岩大变形施工情况,发现软岩变形危害主要是初支开裂和剥落掉块;采取超前大管棚、增加锁脚、型钢支护、周边围岩注浆等支护加强措施,能减少隧道变形量及变形速率;结合超前地质预报、隧道设计文件及附近断面监控量测数据分析情况,及时调整隧道支护参数,能降低软岩对施工带来的不良影响。

摘要： 对于我国中西部地区来说,越来越多的水利工程建设涉及深埋长输水隧洞。通过引江补汉工程可研阶段工程地质勘察,分析和研究了深埋长隧洞存在的涌水突泥、高外水压力、高地应力条件下软岩大变形、坚硬岩岩爆及其对地表水和地下水环境影响、围岩稳定、有害气体、高地温等主要工程地质问题,为隧洞工程设计、施工提供了可靠的技术支撑,为类似深埋长隧洞工程提供参考借鉴。

摘要： 滇西南地区大瑞铁路老红坡隧道洞身穿越受断层构造应力影响的软岩大变形和可溶岩与非可溶岩接触带复杂地质.隧道穿越软岩大变形段落极易发生支护变形、侵限和坍塌灾害,隧道穿越可溶岩与非可溶岩接触带段落极易发生突水、突泥和坍塌灾害.根据不同的工程特性,施工中采用合理的施工工法、调整支护参数、调整断面曲率等应对措施成功解决了软岩大变形问题,通过合理的施工工法、超前钻探技术和预注浆加固技术等应对措施安全通过了可溶岩与非可溶岩接触带区段,现予以总结,以期给同类项目提供参考.

摘要： 新建成兰铁路云屯堡隧道位于四川省镇江关～松潘县之间,隧道全长22.923km,为全国最长的单洞双线铁路隧道.工程地质具有“四极三高五复杂”的显著特点.云屯堡隧道围岩以千枚岩、砂岩等为主,软岩比例大,隧道施工极易产生大变形.文章对该段软岩大变形特点及原因进行归纳分析,在工艺工法及机械化工装配套方面总结出有效的变形控制技术,保证隧道后继施工顺利进行.

摘要： 象山隧道左、右洞分别长15898 m和15917 m，是龙厦铁路最长的隧道和重要的控制工程。在隧道宏观工程背景分析的基础上，结合隧道已施厂段出现的风险事件，对隧道施工过程中可能出现的安全风险进行了分析。分析表明：象山隧道具有地质条件复杂、不良地质体多、埋深大、地表环境复杂、陡长施工斜井等形成施工安全风险的工程背景，在其影响下，隧道施工期间出现突水突泥、地表失水、塌方、软岩大变形、岩爆、瓦斯爆炸、高地温、有轨运输溜车的风险很大。此外，还对上述施工风险的风险等级进行了分析。

摘要： 为了解决隧道开挖后初期支护侵限引起多次拆换的施工难题,在总结已有软弱围岩开挖技术、支护原理、新奥法隧道支护理论和软弱隧道支护技术的基础上,结合新蜀河隧道监控量测资料,对隧道的施工方法、施工工艺、支护参数、施工中采取的主要措施和取得的施工效果等方面做了大量研究.施工中分别对三台阶法、上台阶加设临时仰拱法和中台阶加设临时仰拱法3种工法工况进行了数值模拟计算和工法试验验证,中台阶加设临时仰拱法效果最好,采用此工法后基本控制了初期支护拆换的问题,节约了施工成本,提高了工效,施工风险也大大降低.

摘要： 为了解决隧道开挖后初期支护侵限引起多次拆换的施工难题,在总结已有软弱围岩开挖技术、支护原理、新奥法隧道支护理论和软弱隧道支护技术的基础上,结合新蜀河隧道监控量测资料,对隧道的施工方法、施工工艺、支护参数、施工中采取的主要措施和取得的施工效果等方面做了大量研究.施工中分别对三台阶法、上台阶加设临时仰拱法和中台阶加设临时仰拱法3种工法工况进行了数值模拟计算和工法试验验证,中台阶加设临时仰拱法效果最好,采用此工法后基本控制了初期支护拆换的问题,节约了施工成本,提高了工效,施工风险也大大降低.

摘要： 为了解决隧道开挖后初期支护侵限引起多次拆换的施工难题,在总结已有软弱围岩开挖技术、支护原理、新奥法隧道支护理论和软弱隧道支护技术的基础上,结合新蜀河隧道监控量测资料,对隧道的施工方法、施工工艺、支护参数、施工中采取的主要措施和取得的施工效果等方面做了大量研究.施工中分别对三台阶法、上台阶加设临时仰拱法和中台阶加设临时仰拱法3种工法工况进行了数值模拟计算和工法试验验证,中台阶加设临时仰拱法效果最好,采用此工法后基本控制了初期支护拆换的问题,节约了施工成本,提高了工效,施工风险也大大降低.

摘要： 为了解决隧道开挖后初期支护侵限引起多次拆换的施工难题,在总结已有软弱围岩开挖技术、支护原理、新奥法隧道支护理论和软弱隧道支护技术的基础上,结合新蜀河隧道监控量测资料,对隧道的施工方法、施工工艺、支护参数、施工中采取的主要措施和取得的施工效果等方面做了大量研究.施工中分别对三台阶法、上台阶加设临时仰拱法和中台阶加设临时仰拱法3种工法工况进行了数值模拟计算和工法试验验证,中台阶加设临时仰拱法效果最好,采用此工法后基本控制了初期支护拆换的问题,节约了施工成本,提高了工效,施工风险也大大降低.

摘要： 为了解决隧道开挖后初期支护侵限引起多次拆换的施工难题,在总结已有软弱围岩开挖技术、支护原理、新奥法隧道支护理论和软弱隧道支护技术的基础上,结合新蜀河隧道监控量测资料,对隧道的施工方法、施工工艺、支护参数、施工中采取的主要措施和取得的施工效果等方面做了大量研究.施工中分别对三台阶法、上台阶加设临时仰拱法和中台阶加设临时仰拱法3种工法工况进行了数值模拟计算和工法试验验证,中台阶加设临时仰拱法效果最好,采用此工法后基本控制了初期支护拆换的问题,节约了施工成本,提高了工效,施工风险也大大降低.

摘要： 结合室内三轴蠕变试验与数值仿真技术,研究大坂引水隧洞膨胀性泥岩饱水状态下蠕变力学特性,建立泥岩非线性蠕变力学模型,并开展大坂引水隧洞TBM施工开挖、支护、长期运营过程的饱和渗流-应力耦合仿真计算.重点模拟TBM开挖预留变形、初次支护半年后顶管片和侧管片开裂破坏问题,以及采取锚杆、围岩注浆、二次衬砌和钢支撑相结合的联合二次支护措施后隧洞长期安全性的评价与设计验证问题,研究成果为引水隧洞的支护设计提供依据,对同类工程的研究具有一定参考意义。

摘要： 结合室内三轴蠕变试验与数值仿真技术,研究大坂引水隧洞膨胀性泥岩饱水状态下蠕变力学特性,建立泥岩非线性蠕变力学模型,并开展大坂引水隧洞TBM施工开挖、支护、长期运营过程的饱和渗流-应力耦合仿真计算.重点模拟TBM开挖预留变形、初次支护半年后顶管片和侧管片开裂破坏问题,以及采取锚杆、围岩注浆、二次衬砌和钢支撑相结合的联合二次支护措施后隧洞长期安全性的评价与设计验证问题,研究成果为引水隧洞的支护设计提供依据,对同类工程的研究具有一定参考意义。

摘要： 本发明提供了一种软岩隧道围岩大变形灾害的恒阻大变形锚索控制方法，隧道掘进后及时对断面进行喷浆封闭，减少围岩与空气接触时间，快速铺设钢筋网并安装恒阻大变形锚索，通过锚索的高预应力对围岩进行加固。围岩内部巨大的塑性能量将会以大变形的形式释放，首先作用于恒阻大变形锚索，待围岩塑性能量释放后，作用于支护体的能量将会逐渐减小，此时，恒阻大变形锚索支护体将处于恒阻耦合支护状态，结合钢拱架支护，形成“刚柔并济”的支护效果，保证了隧道围岩的稳定性，避免了软岩隧道围岩大变形灾害。

摘要： 本发明提供了一种软岩隧道围岩大变形灾害的恒阻大变形锚索控制方法，隧道掘进后及时对断面进行喷浆封闭，减少围岩与空气接触时间，快速铺设钢筋网并安装恒阻大变形锚索，通过锚索的高预应力对围岩进行加固。围岩内部巨大的塑性能量将会以大变形的形式释放，首先作用于恒阻大变形锚索，待围岩塑性能量释放后，作用于支护体的能量将会逐渐减小，此时，恒阻大变形锚索支护体将处于恒阻耦合支护状态，结合钢拱架支护，形成“刚柔并济”的支护效果，保证了隧道围岩的稳定性，避免了软岩隧道围岩大变形灾害。

摘要： 本发明公开了一种高地应力深埋软岩隧道大变形动态分级控制方法及系统，对围岩的变形进行分级管理和动态控制，确定了不同变形阶段的控制基准和控制方法，明确了主动支护措施和被动支护措施的支护时机，符合高地应力深埋软岩隧道“让抗结合、先让后抗”的控制理念。

摘要： 本发明公开了高地应力软岩大变形超小净距并行隧道替换中岩柱施工方法，包括S1：开挖第一分修隧道台阶；S2：开挖第二分修隧道上台阶和中台阶；S3：在第一分修隧道边墙向第二分修隧道的方向穿入预应力钢管，预应力钢管的一端与第一初支固定并锁紧，预应力钢管的另一端与第二分修隧道的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道中台阶边墙处的预应力钢管内压入混凝土；S4：开挖第二分修隧道下台阶；S5：于第一分修隧道下台阶边墙部位向第二分修隧道的方向穿入预应力钢管，预应力钢管的一端与第一初支固定，预应力钢管的另一端与第二分修隧道的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道仰拱部位预应力钢管端头内压入混凝土。上述施工方法能够有效实现替换中岩柱结构的功能，操作方便快捷。

摘要： 本发明公开了软岩大变形隧道的协调变形支护系统及其支护方法，包括支撑机构，支撑机构包括弧形撑板，所述弧形撑板的上方设有多块抵板，多块所述抵板靠近弧形撑板的一端均固定连接有限位杆，多根所述限位杆远离抵板的一端均滑动贯穿弧形撑板设置，所述弧形撑板上设有用于对抵板进行缓冲的缓冲机构。本发明对隧道的支护效果较好且适用范围广。

摘要： 本发明涉及适用于软岩大变形隧道的协调变形支护系统及其支护方法，系统包括隧道初期支护结构和二次衬砌，所述隧道初期支护结构包括深入至稳定岩体的锚固支护结构、紧密贴附于围岩内壁的第一保护层、和位于所述第一保护层内侧的泡沫混凝土填充层，所述泡沫混凝土填充层内侧设有二次衬砌；所述第一保护层由沿隧道径向厚度相同的混凝土喷层和若干可压缩垫块构成。混凝土层被可压缩垫块分隔，使混凝土层的整体柔性大大加强，更能充分显示出初衬的柔性支护的特征，避免软岩大变形时所造成的初衬破裂，配合泡沫混凝土填充层、锚固支护结构以及二衬的综合作用，使支护系统的整体性更好。

摘要： 本发明公开了高地应力软岩大变形超小净距并行隧道替换中岩柱施工方法，包括S1：开挖第一分修隧道台阶；S2：开挖第二分修隧道上台阶和中台阶；S3：在第一分修隧道边墙向第二分修隧道的方向穿入预应力钢管，预应力钢管的一端与第一初支固定并锁紧，预应力钢管的另一端与第二分修隧道的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道中台阶边墙处的预应力钢管内压入混凝土；S4：开挖第二分修隧道下台阶；S5：于第一分修隧道下台阶边墙部位向第二分修隧道的方向穿入预应力钢管，预应力钢管的一端与第一初支固定，预应力钢管的另一端与第二分修隧道的第二初支固定并锁紧，第二分修隧道仰拱部位预应力钢管端头内压入混凝土。上述施工方法能够有效实现替换中岩柱结构的功能，操作方便快捷。

摘要： 本发明公开了一种适用于软岩大变形隧道的滚动铰节点锚梁支护方法，本发明在常规锚喷支护的基础上，采用滚动铰节点，实现节点转动与滑动相结合。通过节点的滑动，实现环向周长的缩短，达到让压的目的，通过节点的转动，降低初期支护的弯曲形变能，降低初期支护弯曲应力，保护初期支护安全。滚动铰节点连接锚梁支护方法，预应力锚索与分段初期支护形成独立锚梁承载体，提供围岩支护阻力，又通过特殊滚动铰节点设计，实现初期支护在环向缩短过程中，初期支护整体的安全。该支护方法适应深埋软岩隧道围岩发生较大塑性变形和流变变形的特性，实现高地应力软岩的较大范围能量释放。

摘要： 本实用新型属于铁路隧道支护结构领域，是一种基于变形可控释放的软岩大变形隧道支护结构，特征是由超前小导管、超前柔性网构防护罩、可控变形释放空间、初期支护、防水板和模注二次衬砌混凝土依次相接组成多层支护结构，其中超前柔性网构防护罩由网构格栅钢架、径向固定锚杆、钢筋网片及喷射混凝土构成，初期支护由型钢钢架、系统锚杆、双层钢筋网片、锁脚锚管及喷射混凝土构成，可控变形释放空间内填充高分子弹性材料，有效避免复杂地质条件下软弱围岩隧道大变形造成的围岩塌方、支护结构破坏、拱架拆换等现象，有效降低围岩应力。

摘要： 本实用新型公开了高地应力软岩大变形超小净距隧道替换中岩柱结构和体系，包括混凝土、紧固件和多个预应力连接管，预应力连接管的两端用于连接第一分修隧道和第二分修隧道，多个预应力连接管沿竖直方向成排接触设置，预应力连接管上设有多个孔，混凝土浇筑在预应力连接管内，并通过孔溢出浇筑在多个预应力连接管之间的缝隙，紧固件用于固定连接预应力连接管与第一分修隧道和第二分修隧道。预应力能够在承受外荷载之前预先对连接件施加压力，能在承受外荷载作用时全部或部分抵消外荷载导致的拉应力，避免替换中岩柱结构破坏，达到替换中岩柱的目的，避免了在施工过程中出现应力集中和不能自稳的情况，保证了施工过程的安全性和稳定性。