软岩隧道基底病害及工程措施.docVIP

. . 高地应力软岩隧道基底病害及工程措施 *** *** *** （中铁二院工程集团有限责任公司，成都610031） 摘要:本文依托川藏线上高岩温隧道相关资料，首先调研了现有高地应力的分级，其次针对高地应力围岩条件下软岩隧道基底病害——底臌，总结其变形的机理和原因，归纳了底臌的控制措施，为类似的隧道工程提供参考。 关键词：隧道底鼓；变形机理；控制措施 中图分类号： 文献标识码： High stress soft rock tunnel bottom damage and engineering measures *** *** *** (China Railway Eryuan Engineering Group Co. Ltd, Chengdu, Sichuan 610031, China) Abstract：This paper relies on data of high temperature of rock tunnel on the Sichuan Tibet line. Firstly, the classification of high ground stress is investigated. Then the high geostress tunnel bottom soft rock surrounding rock under the condition of the disease -- the bottom heave. Summarizing the mechanism and reason of the deformation of the floor heave control measures are summarized,This paper provides reference for similar tunnel projects. Key words: Drum at the bottom of the tunnel; Deformation mechanism; The comprehensive measures 1. 高地应力软岩概述 近年来，随着我国交通事业的不断发展，穿越高地应力区软岩隧道越来越多，给我国隧道设计和施工带来了新的挑战。川藏线主要穿越了青藏高原的四条板块缝合带，板块缝合带的不良地质构造会对下穿的隧道造成很大的影响，会产生高温高压地下水（地热）、软岩变形和岩爆风险（高地应力）、活动断裂、斜坡崩滑、泥石流等灾害。 其中新都桥~林芝段南线国道318线高尔寺山，工卡拉山，剪子湾山等埋深仅几百米的越岭隧道均出现不同程度的大变形。通过工程类比，由新都桥至理塘越岭深埋隧道多为砂板岩等软质岩，因此存在大变形的风险较北线高。北线共计存在软岩大变形风险隧道7座，南线存在软岩大变形风险的隧道为10座。因此控制高地应力软岩隧道基底的变形成为隧道建设中亟待解决的问题。 1.1 高地应力分级 对于地应力的分级，国内外没有统一的标准，目前主要采用3种方法进行分级[1]。 (1)数值法:工程实践中往往将大于20～30MPa的地应力称为高地应力。 (2)应力比法:采用水平应力和垂直应力的比值(n)进行分级。n=1～1.5时为一般应力，n=1.5～2时为较高地应力，n2时为高地应力。该方法强调了水平应力的作用。 (3)强度应力比法:采用岩石单轴抗压强度和最大水平主应力的比值（）,沪进行地应力分级，该方法反映了岩体的承压能力。世界部分国家按该方法进行地应力分级结果见表1-1。 表1- SEQ 表6- \* ARABIC 1 世界部分国家地应力分级标准 国家、地区及单位 强度应力比 极高地应力 高地应力 中等地应力 低地应力 法国隧协 2 2～4 4 日本应用地质协会 2 2～4 4 前苏联顿巴斯矿区 2.2 2.2～4 4 中国《TB10003-2005铁路隧道设计规范》 4 4～7 根据《铁路隧道设计规范》，初始应力评估见表1-2。 表1- SEQ 表6- \* ARABIC 2 初始地应力场评估基准 初始地应力状态 主要现象 评估基准() 极高应力 硬质岩开挖过程中时有岩爆发生，有岩块弹出，洞壁岩体发生剥离“新生裂缝多”成洞性差 软质岩岩芯常有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体有剥离位移，极为显著，甚至发生大位移持续时间长，不易成洞 高应力 硬质岩开挖过程中，可能出现岩爆，洞壁岩体有剥离和掉块现象，新生裂缝较多，成洞性较差 软质岩岩芯时有饼化现象，开挖过程中洞壁岩体位移显著，持续时间较长，成洞性差 岩石单轴饱和抗压强度Rc与定性划分的岩石坚硬程度对应关系，见表6-3。 表6- SEQ 表6- \* ARABIC 3 Rc与定性划分的岩石坚