象山隧道岩溶地段施工交流.ppt

全～强风化千枚岩围岩双连拱隧道变形控制1引言2工程概况3变形情况中导洞断面调整前后相应的变形量对比4全风化千枚岩的特性分析4全风化千枚岩的特性分析有临空面即易失稳和滑移1）全风化千枚岩围岩整体性差，无自稳能力，开挖后，风化迅速，松动区迅速扩大，塑性区很大，对围岩原有结构的破坏很大，丧失原有强度和承载力，隧道周边岩体失去原有支撑，径向应力降低，围岩向洞内位移，产生相互挤压，切向应力升高，局部可能会产生拉应力，围岩应力状态会迅速恶化，对支护形成很大压力，在很短的时间内即出现大变形，若不采取有效措施加以抑制，则造成围岩松弛卸载，极易产生坍塌掉块。由于塑性区扩展迅速，应力快速释放，非常容易造成应力集中破坏支护承力结构，造成支护变形、开裂、直至破坏，危害性非常大。开挖后塑性区发展快、范围大，无法达到新奥法施工所倡导的充分发挥围岩的自承能力。2）全风化千枚岩遇水即泥化，丧失自稳能力，地表降水后滑坡体蠕动加剧，加之遇水围岩自稳能力变差，初期支护变形会迅速加剧。据国外资料介绍，当覆盖层厚度与隧道内径比小于0.6时，地表可能会随着隧道拱顶一起下沉，产生急剧的较大的变形量。
3）处在滑坡体上也是发生大变形的主要影响因素，由于隧道走向设计为沿山体坡脚平行于山脊走向，且全风化千枚岩一旦有临空面即风化和蠕变迅速，开挖坡脚引起蠕变造成本是倾倒体的山坡滑坡复活。特殊地质条件下全风化千枚岩隧道变形，具有变形量大、变形速率高、变形持续时间长的变形特征。变形过程中，以徐变为主要特征，一般不会出现突然坍塌现象。
发生的变形主要是塑性和流变性变形，开挖后应力重分布持续时间长，变形收敛持续时间也很长，一般在2~4个月左右。
换拱后的初支，由于围岩应力已得到了充分释放，一般较为稳定，再次产生的变形量也较小。
6控制变形的措施（1）少扰动
开挖过程中，应尽量减少对围岩的扰动，缩小松动圈和塑性区，降低地应力作用影响，达到充分保护围岩结构发挥围岩自承能力的目的。
从开挖方法选取上，为安全起见，减小掌子面的临空面，我们采用环形开挖预留核心土的方法开挖，有利于掌子面围岩稳定，防止因暴露时间过长，出现失稳。因围岩是全风化容易开挖，全部使用人工掏槽，初期支护完成后，核心土才降为台阶，台阶高度控制在能为下一循环开挖留够施做空间即可，初期支护应立即施作紧跟掌子面，控制围岩因卸载产生的位移变形，提高施工效率。
开挖时同一循环内减少开挖次数：侧壁导坑采取两台阶法开挖，正洞采用三台阶法施工，根据现场验证，台阶长度控制在3m左右比较合适，能够保证核心土体稳定，这样既可以保证初期支护闭合成环时间最短又能确保掌子面核心土体稳定，确保了安全，简化了施工工序，避免了“微台阶法”的多步序开挖，初期支护最快时间封闭成环，增强围岩的整体性，约束围岩产生有害变形和局部破坏，使初期支护和围岩成为一个强力的承重整体，发挥最佳的支护效能。分台阶环形开挖预留核心土稳固掌子面围岩，有效控制收敛（2）短进尺
控制围岩变形重要手段之一，就是控制支护结构封闭成环的时间，避免围岩长时间暴露和失稳。
施工过程中通过控制台阶长度和二次衬砌至掌子面距离来实现。从开挖进尺控制上，每次只开挖0.7m即两榀拱架的间距，减小了每循环进尺，缩短工序转换时间，从而缩短围岩暴露时间。缩短循环进尺至每循环进尺0.5米（3）强支护
增设临时横支撑和竖支撑
提高钢拱架型钢规格，缩短每循环支护间距，采用双层、双排支护
加密连接钢筋或拱架内外双层连接
使用长锚杆
钢纤维混凝土和双层钢筋网
超前小导管或大管棚进行注浆预加固
临时仰拱或临时横、竖支撑，对初期支护进行加强
初期支护完成后，可对周边围岩进行注浆加固，填充支护与围岩之间和围岩松弛产生的空隙，提高整体承重能力。
该隧道正洞浅埋段初期支护加强后，收敛和沉降由原来的最大值达到50cm以上，到控制在20cm以内即基本稳定双层超前小导管进行强支护6.1控制隧道收敛的施工措施（4）快封闭
开挖轮廓面：初喷（失水收缩变形，围岩掉块或坍塌）
钢拱架：紧贴围岩(控制围岩变形，防止围岩卸载和松弛)
“快封闭”：核心土的及时喷浆封闭

（5）勤量测
（6）抗偏压（偏压严重造成围岩应力收敛明显增大）
①在隧道右侧即山体坡脚一侧进行反压回填，在隧道进口洞门左右两侧设置抗滑挡墙，洞门墙也按抗滑挡墙设计。反压回填材料采用碎石土等力学性能较好的材料，压实度不低于90%，回填后坡比在1：4.5至1：5之间。
②对隧道周边围岩进行注浆加固处理，注浆范围：浆液向下扩散至隧道底部以下2m，向隧道正洞左右两侧扩散10m，钻孔孔距为2x2m，梅花形布置，注浆压力2Mpa，以提高不良围岩的稳定性和断裂带的抗滑能力。在偏压侧，还可考虑增设或加密超前大管棚。
③施工中力求中隔墙顶部回填密实，对中隔墙上部围岩进行重点注浆加固处理，以提高隧道支护结构的抗