保护围岩控制围岩的松弛-软弱围岩.doc

PAGE  PAGE 32 第四部分 　保护围岩、控制围岩的松弛－软弱围岩 软弱围岩的自支护能力是比较弱的，甚至没有自支护能力。因此，在软弱围岩中施工最重要的是提高围岩的自支护能力，来保证开挖及后续作业的进行。 在软弱围岩中，提高围岩自支护能力的方法是很多的。根据国内外的施工经验，提高围岩自支护能力的基本方法是控制围岩的松弛、坍塌。其原则是：稳定掌子面，及时闭合和加固地层。具体的主要施工方法可归纳如下. 　1）稳定掌子面的方法 　·正面喷混凝土和锚杆； 　·超前支护； 　　　　·留核心土。 2）及时闭合的方法 ·设临时仰拱或底部横撑； ·加固强基脚； 　·向底部地层注浆加固； 　·设底部锚杆； 　　　　·改变施工方法。　 3）加固地层 　·注浆加固； 　·超前支护； 　　　　·地表面加固。 这些措施是综合的和相互补充的，应视具体情况选择采用。 施工要点一 掌子面自稳性评价方法 日本根据近９０００个掌子面的数据，其中典型的　崩塌事例列于表１。 表１掌子面崩塌的典型事例 掌子面的崩塌现象 掌子面崩塌现象有如下的趋势。 ·在断层中，根据断层的程度可能产生小规模的崩塌，也可能出现很大规模的崩塌，崩塌可能出现一次，也可能出现多次。 ·在互层围岩中，崩塌一般多是小规模的。例如第三纪的砂岩页岩互层，可能由于少量的　涌水使固结度低的砂岩层流出，残留的泥岩也会呈块状剥落。崩塌的程度因砂岩的　固结度、层理面间隔、层理面的固结度、砂岩层的滞水的水量、水压等而异。崩塌的时间多在涌水状况有急剧变化的时期发生。 ·在强风化的围岩中，会产生比较大的崩塌，有涌水时崩塌的规模会更大。 ·在有层理面的容易崩塌的围岩中，会产生比较大和大规模的崩塌。根据层理面的强度、涌水的状况，在几小时内就会产生多次崩塌，瞬时发生大规模崩塌的情况也不少。 ·在砂层中，多发生比较小规模的和中等规模的崩塌。在没有涌水的砂砾层中，掌子面可能是自稳的，但会从拱顶发生小规模的掉落。 如何评价掌子面的稳定性，首先要明确???响掌子面稳定性的因素（指标）。表2列出有关评价掌子面稳定性的指标。 表2评价指标和方法 不稳定原因对象围岩评价方法评价指标沿龟裂、层理的崩塌龟裂性的岩层 层状岩层块体理论不连续面状态（走向、倾斜、连续性、摩擦角、间隔等）ＲＭＲ法不连续面状态， RQD，岩石强度因涌水压、凝聚力降低引起的崩塌土砂围岩 未固结围岩均质系数 细颗粒含有率颗粒组成、含水比 密度， 单位体积重量， 透水系数，涌水压因围岩强度不足，变形大引起的崩塌膨胀性围岩围岩强度比等颗粒组成，含水比， 密度，液限，塑限， 阳离子交换容量， 单位体积重量， 单轴抗压强度初期位移速度初期位移速度土砂围岩单位体积重量， 凝聚力，内摩擦角未固结围岩准弹性系数净空位移2．评价方法 目前应用较多的评价方法是： 1）相对密度、细颗粒含有率的方法 砂质土围岩具有粒状土的特性，抗剪强度低，地层承载力也低，遇水会流失，很难保证掌子面的稳定性。其评价指标主要采用细颗粒含有率和均质系数。 对砂质围岩的掌子面自稳性的最简易的判断指标，如表3所示。 表3掌子面稳定性评价（砂质围岩） 围岩级别围岩状态分类指标相对密度（DR）细颗粒含有率（FC）IN掌子面基本稳定的围岩DR≥８０％ DR８０％FC≥１０％IL掌子面不稳定，只要有很小变化，就可能流出的围岩FC１０％特L掌子面稳定性显著差，开挖会引起重大变化的围岩注：细颗粒含有率：土中含有小于75μm的颗粒比率。 2）围岩强度比的方法 粘性土具有塑性地压的特性，因此多采用围岩强度比的方法评价其自稳性。一般可根据表4的基准进行分级。 表4 粘性土的围岩分级 围岩分级围岩强度比（Cf）浸水崩解度粘性土IN 掌子面基本稳定的围岩Cf≥2.0ILc 掌子面不稳定，有很小的变化就有正面挤出可能性的围岩1.5≤Cf2.00.5≤Cf1.5A~C特LC　　掌子面稳定性特别低，对开挖有重大影响的围岩DCf0.5注：Cf=σc/γH（σc：围岩单轴抗压强度） 根据统计，涌水的影响很大，一般说掌子面涌水量在１００L／ｍｉｎ附近，可作为稳定和崩塌的判断基准，在５００L／ｍｉｎ以上几乎都是崩塌 此外，埋深对掌子面自稳性也有重大影响。浅埋与深埋相比，主要是难以形成承载拱。同时，多数伴有地形偏压、表层软弱堆积物、风化带等对隧道开挖有很大影响的特殊问题。视地质条件会出现下沉