[精品]超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法的探讨.doc

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1、超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法的探讨超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法的探讨摘耍：随着我国高速铁路和客运专线的建设，出现了大批的超大断而隧道，这些隧道的开挖断而而积往往在150m2以上，对于软弱破碎围岩，超大断面隧道的施工难度很大。本文对其进行阐述。关键词：超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法中图分类号：TU74文献标识码：A前言：近年来，国家加大了交通基础设施建设，特别是客运专线和高速铁路建设进入了前所未有的高峰期。以“四纵四横”为重点，规划中的客运专线大部分项目己经开工建设，有的即将竣工，剩余项目也将陆续开工。高速铁路对路线线形要求较高，因而在山岭地区，桥隧占

2、全线的施工比重大。高速铁路一般设计列车时速为200^250Km/h,为了克服高速列车在隧道内运行所引起的空气动力学问题，新建的高速铁路隧道基本采用双线隧道，线路中超大断面隧道在山岭地区相继出现，这些隧道净空面积为100m2以上，开挖断面面积达到150ni2以上。特别是对于软弱破碎圉岩，超大断而隧道的施工难度大，而以往所建的单线铁路和普通铁路隧道基本上是采用传统的矿山法修建，但是工程实践证明，随着隧道跨度和断面的增大，围岩变形的时间效应将进一步显现，隧道开挖引起的应力重分布对隧道的稳定性影响更大，特别对于软弱破碎围岩,这些影响更为明显。一、软弱破碎圉岩隧道采用的

3、开挖方法软弱破碎围岩隧道采用的开挖方法一般为台阶法、预留核心土环形开挖法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法等，如图1所示。上述分部开挖的工法是为了通过小断面、支护及时封闭、临时支护或支撑等技术来保证隧道稳定性，这些开挖支护方式有其积极意义，但它限制了大型隧道施工机械的使用，进度慢、安全性差，在遇到深埋条件时，往往还不能实现变形控制耍求。另外，施工一味为了安全而采用过量的支护措施和多分部施工方法，施工工期长，有时又因支护不当而出现安全、质量事故。图1隧道常见的开挖工法图软弱破碎圉岩的研究目前多集中在矿山领域，而在铁路隧道方面的研究较少。矿山巷道与隧道的差别很大，矿

4、山巷道的断面尺寸一般较小，使用时间较短，对围岩变形控制要求低，而隧道相对断面尺寸较大，使用年限较长，对围岩变形的控制也较高，这些差别也就决定了两者研究的侧重点必然不尽相同。我国在大断面隧道方面的研究起步较晚,近年来，通过引进国外较先进的施工工艺和方法，在这方面也有了一些成功的工程范例，但涉及到软弱破碎围岩的超大断而隧道施工方法优化的研究尚属空口，这对于隧道建设者來说是一个新的课题和挑战。二、软弱围岩的分类及其力学性质软弱围岩一般可以分为地质软岩和工程软岩。地质软岩是指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、

5、弱岩层;工程软岩则是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。地质软岩强调了软、弱、松、散的地质特点，而工程软岩强调软岩强度和工程力荷载的对立统一，揭示了软岩的相对实质，即取决于工程力和岩体强度的相互关系。当工程力一定吋，对于不同岩体，强度高于工程力水平的表现为硬岩的力学性质，低于工程力水平表现为软岩特性。软弱破碎围岩的力学性质主要表现在以下方面:软弱破碎围岩由于裂隙发育，结构面相互交织，随机分布，没有明显的方向性，在一定程度上可以将其看作是各向均质连续体软弱破碎围岩整体抗压强度较低，洞室开挖后围岩稳定性差，极易失稳破坏。在将破碎岩体近似看作连续体的情况下

6、，从岩体总体上将会表现为一定的弹塑性特征，这种弹塑性特征可以理解为岩体中的应力引起岩体破坏而产生滑移后，随着变形的发展保持一定的强度，并具有应变强化特性。三、软弱围岩隧道地质工程特点1、地质特点。软弱围岩，主要是指第四系全新、中更新、更新统的坡残积土部分，范围包括江河湖岸及池塘冲积、淤积层，人工杂填土、溶洞充填物、水田、风积砂及新老黄土等。软弱围岩的特点有：内磨擦角小粘聚力弱；容易产生不稳定情况，比如蠕变、流滑、湿陷或者膨胀等。南北方地区的软岩的特点也各有不同，北方地区的软岩含水量比较小，浸水后饱，失水后呈固态状流动，所以很容易崩塌，失去应有的承载力；而南方软

7、土的含水量比较大，扰动后容易液化，呈液态状流动。2、工程特性。根据软弱围岩的特点，相应的隧道工程也比较特别，容易出现问题，这类工程的特性主要表现在四个方面：第一方面，由于软岩的稳定性比较差，容易崩塌，在洞11的施工容易引起牵连性的滑动，很难接近仰坡，所以进洞比较困难；由于软岩地区的承载力比较弱，在洞内施工时支护结构容易下沉收敛，很容易发生危险；第二，由于软弱围岩扰动后自稳能力比较差，需要采取分步施工和化大为小的施工方法,但是由于工序繁多，形成封闭环的时间长，可能会影响工程的进度;笫三方面，由于软岩一般都处在地质比较复杂比较多变的地带，很难一次就摸清地质，导致施

8、T的方法和设计参数也会随之改变，增加了