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線路的關鍵環(huán)節(jié)，其施工工期相對較長，施工工藝復雜。本文依托天池坪軟弱圍巖隧道工程，詳細的描述了軟弱圍巖地質的地質特征、地質構造和水文地質特征等，從而總結出天池坪隧道軟弱圍巖為薄層狀炭質板巖，巖體破碎，呈條狀、塊狀結構，部分地段成泥狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，滲水較大，易沿結構面塌坍、掉塊，巖石抗壓強度低等特征。在

2、這樣圍巖條件下施工過程中發(fā)生多次滑塌事件，嚴重影響了施工安全、施工質量和施工進度。因此在軟弱圍巖條件下如何安全穩(wěn)定施工、保證工程質量成為一個施工重點和難點。在這些施工難點中，對特長鐵路隧道的施工全過程進行分析和總結，主要研究特長鐵路隧道的數(shù)值模擬分析、現(xiàn)場實際監(jiān)測、施工方案優(yōu)化和施工過程中的重點因素及有待改進和解決的問題。其中本文研究內容得出以下結論：
　　1、天池坪軟弱圍巖隧道工程地質復雜，巖體破碎，呈條狀、塊狀結構，部分地段成

3、泥狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，滲水較大等地質特征，為了及時取得圍巖變形收斂信息，對掌子面DK286+487和DK286+497斷面進行位移監(jiān)控量測。監(jiān)測數(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封閉時間不同造成，所以在隧道的開挖過程中，要盡量較少對圍巖的擾動同時合理安排開挖支護工序。
　　2、隧道圍巖特征參數(shù)的準確性制約著有限元模型的發(fā)展，為此在隧道DK286+530斷面處進行了位移反分析。位移反分

4、析與監(jiān)控量測的結合，可以對地下工程的可靠性進行預測，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，得到相對應位置的位移值，該值與擬合位移終值的誤差在13％以內，反應出反分析所得的參數(shù)具有一定的參考價值。
　　3、隧道某些部位仰拱發(fā)生重大隆起災害，致使底部結構受力大，產生裂變。為了較好的控制隧道襯砌變形，對隧道進行了仰拱襯砌變形控制研究和圍巖注漿加固試驗研究。通過試驗數(shù)據(jù)表明，圍巖注漿加固的

5、注漿形式、化學漿液的類型、注漿加固的位置都對注漿效果有一定的影響，在不同的圍巖地質特征和隧道結構的不同部位要采取相應的注漿措施。
　　4、天池坪隧道地質災害表明，軟巖隧道初期支護拱部沉降及拱腳收斂變形量比硬質巖石隧道初期變形量大，且仰拱初支發(fā)生隆起的現(xiàn)象比較嚴重；并且初期支護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系。因此對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