·１４６· ｌ工程技术与应用ｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 高地应力条件下隧道软岩大变形段的施工控制 郑昌明 （成兰铁路有限责任公司，四川成都６１００００） 摘要：大变形是隧道施工的重难点，全国在建和已建的隧道中有不少发生过大变形，给施工带来极大的困难。本文重 点介绍软岩大变形处理中，采取“预留足够变形量、让抗结合、长锚杆”等方法来控制大变形，在实践中取得了良好的 效果，有效的控制了大变形，保证了施工安全、进度和质量，为其它大变形隧道安全施工提供借鉴。 关键词：大变形：隧道施工：让抗结合：长锚杆 中图分类号：Ｆ４２６ 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９６—２７８９（２０１８）０３—０１４６—０２ ｌ 工程概况 云屯堡隧道为单洞双线隧道，全长２２９２３．４１９ｍ，是 初支侵限：横洞衬砌压溃、开裂、底鼓等现象，导致个 别段落不 程度的返工（拆换拱架）。为有效控制大变形， 确保隧道施工及运营期间结构安全，应开展云屯堡隧道 火变形控制方案研究，现场通过开展先导段进行试验以 我国在建铁路项目巾最长的单洞双线山岭隧道，隧址处 龙门山断裂褶皱带与甘孜．松潘褶皱带复合部位，具有 “四极三高五复杂”的区域地质特性，本段紧邻岷江断 裂带隧道穿越１０个次级褶皱，褶皱核部岩体破碎，且 为地下水良好的储存场所或运移通道。 岩性主要为：砂岩、千枚岩、夹炭质干枚岩，薄～中 便合理确定云屯堡隧道大变形段设计参数及施工工法。 ３ 变形特征和原因初步分析 ３．１已揭示大变形洞段的变形特征 （１）以千枚岩为主的洞身轮廓均有不同程度的变 形，主要集中在拱顶及拱腰部位，局部在边墙，以砂板 层状，砂岩岩质较硬，千枚岩、炭质干枚岩岩质较软，岩 体内多含白色方解石岩脉。岩层走向与线路呈大角度斜交， 倾向掌子面左侧，倾角约３０。～５０。，局部岩层产状凌 乱，挤压皱揉明显，节理裂隙发育，掌子面局部见渗水， 围岩较破碎，围岩整体稳定性较差如图ｌ所示。 岩为主的洞段变形相对较小。 （２）初支变形以初支砼 开裂剥落（裂纹最大宽度２０ｍｍ）、钢架局部扭曲变形 为主。（３）中下台阶及仰拱开挖时变形进一步增加； 初支封闭成环以后，变形得到明显控制，但支护内力 还在持续调整，且有增大的趋势。（４）地下水发育地 段、构造集中地段变形相对较大。（５）富水洞段以千 枚岩为主的掌子面及边墙局部存在挤出变形，同时仰拱 有不同程度隆起。（６）变形段变形持续时间长，措施 加强后变形速率基本得到控制，但尚不能满足拱顶下沉 ０．１５ｍｍ／ｄ、周边收敛０．０２ｍｍ／ｄ的稳定性评判标准要求。 图１现场围岩 ３．２主要原因分析 （１）地应力高，岩性软、含水。隧区地处岷江活 ２ 现场施工情况 云屯堡隧道自２０ｌ４年９月进场截止２０１６年ｌ０月份， 累计发生围岩级别调整７７９ｍ，新增大变形洞段４７６ｍ （其中新增轻微大变形段２６１ｍ，新增巾等大变形段 ２１５ｍ），取消大变形４５２ｍ，增加变形加同段落４８９ｍ， 合计发生变更设计２ｌ９６ｍ，占已揭示段落的５２％。 动断裂带及影响带，受多期构造及地震的强烈影响，褶 皱、节理裂隙、层间次级断层极为发育，围岩破碎、稳 定性差，洞身附近实测的最大水平主应力为１５ＭＰａ左右， 地应力高：洞身以薄层状炭质千枚岩、炭质板岩为主的 地段，围岩软弱、破碎，强度低（＜５ＭＰａ），围岩强 度应力比（Ｒｂ／ｏ ｍａｘ）＜０．５，具备发生大变形的条件。（２） 预留变形量不足。围岩变形合理释放空间不足，变形过 程中采取补强措施的空间受限，从而造成支护侵限。 如图２所示，发生大变形的段落均出现不同程度的 围岩变形，最大变形量达到６０ｃｍ之多，造成初支混凝 土剥落、掉块；钢筋网片裸露、撕裂：局部钢架扭曲； ４ 先导段的基本情况 ４．Ｉ理论计算 先导段的试验选用格栅、１２０ｂ型钢、格栅＋Ｉ２０ｂ型钢、 双层１２０ｂ型钢、Ｈ１７５型钢五种钢架工况和８ｍ长锚杆 的组合支护体系，围岩计算参数按工程特性研究取值， 支护结构的计算参数按刚度等效进行折算。不同支护体 系的计算成果分析如下： （１）围岩变形规律分析。各支护工况拱顶沉降与 掌子面的距离关系如图３所示。由图可知，一支格栅、 Ｉ２０、Ｈ１７５各支护段前期位移损失、变化速率和累积变 形量依次减小；各支护段在仰拱封闭后的变形开始趋于 稳定，Ｈｌ７５最在仰拱封闭的变形增加量较少，格栅和 图２型钢钢架扭曲变形 作者简介：郑昌明（１９８１一），男，工程师，研究方向：铁路 工程施工技术管理。
