峡口隧道进口段高地应力隧道施工技术VIP专享VIP免费

峡口高地应力软岩隧道施工技术作者李晓燕（中铁二十局集团第三工程有限公司，重庆，401121）摘要：高地应力隧道施工技术是目前该领域关注的热点和难点问题，结合峡口复杂地质隧道高应力地段的施工实践，针对砂质粉砂质页岩、碳质页岩、砂质泥岩、炭泥岩等软岩地层，在高应力作用下的变形特征，采用综合超前预报技术、环向台阶法开挖、微振控制爆破技术以及多种支护技术组合，摸索出一套相对有效的应对复杂地质高应力隧道施工技术措施。根据现场监控量测试验结果验证了本工程高地应力隧道设计的科学合理性，这对类似条件的隧道施工具有一定的参考借鉴价值。关键词：高地应力；围岩稳定；超前预报；施工技术措施；监控量测StudyonconstructiontechnologyofhighstresssoftrockforXiakoutunnelAbstract:ConstructiontechnologyofHighstresstunnelisahotanddifficultprobleminthisfieldatpresent.CombinedwiththeconstructionpracticeofcomplexgeologicalforXiakoutunneinhighstresssection,Accordingtothedeformationcharacteristicsofsandysiltyshale,carbonaceousshale,mudstone,sandymudstone,carboninsoftrockstrataundertheactionofhighstrainandusedIntegratedadvanceforecastingtechniques,thehoopstepmethodexcavation,frettingtheControlledBlastingtechnologyandavarietyofsupportingtechnologyportfoliotoexploreasetofrelativelyeffectivetechnicalmeasurestodealwiththecomplexgeologicalhighstresstunnelconstruction.Basedonthetestresultsofieldmonitoringmeasurementverifythathedesignoftunnewithhighstressinthisengineeringisrationable,whichhascertainreferencevalueforsimilarconditionoftunnelconstruction.Keyword:highgroundstress;stabilityofsurroundingrock;advancedprediction;constructiontechnology;monitoringandmeasurement0引言随着我国铁路公路建设的不断发展，隧道工程已向长大深埋方向发展，特别是穿越高地应力区且地质环境恶劣的软弱围岩，施工极易出现松弛大变形[1]。在山岭深埋隧道施工设计中，一般只考虑了与埋深无关的松弛压力，但在高地应力作用下的软弱围岩还需考虑“蠕变压力”作用[2]，此状态下软弱围岩自稳能力差，成洞后易发生挤压大变形，严重破坏隧道支护体系，尤其在深埋或地下水等因素影响下，常规支护方法及工艺无法有效遏制其变形发展，需开展非常规的、特殊的开挖和支护方法研究[3]。目前，国内外尚未建立高地应力软岩地质条件下的隧道控制软弱围岩大变形机理及处理对策的理论研究和施工处理体系[1]。本文通过对峡口隧道施工技术系统研究，采取喷射混凝土、锚杆、钢筋网、可伸缩性U型钢架、仰拱、二次衬砌等初期组合支护措施，采用综合超前地质预报、围岩监控测量及超前支护等综合技术手段，有效控制了高地应力段中、高烈度岩爆和软岩挤压大变形，对国内外同类工程施工具有较强的理论意义和借鉴价值。1工程概况峡口隧道是宜巴高速公路重点控制性工程，位于湖北省兴山县，具有“高地应力、顺层、软岩、断层、深埋、大变形”等特点，地层岩性主要为砂质粉砂质页岩、碳质页岩、砂质泥岩、炭质泥岩、碳质页岩，岩体较破碎、拱顶易顺层片落。地下水以基岩裂隙水为主，偶有线状渗水现象，隧道最大埋深1480m，围岩内部地应力较大。根据《工程岩体分级标准》（GB50218-94），场区地应力等级为高、极高地应力，主要结果如表1：表1不同岩体地应力等级的划分名称饱和抗压强度/MPaRc/σmax备注灰岩54.84.20高应力砂岩31.42.40极高应力页岩41.03.14极高应力现场断面测试结果[4]显示，洞身最大水平应力为13.06MPa，横断面最大初始应力σmax为12.37MPa，对应岩体（炭质页岩、砂质页岩、砂质泥岩、粉质泥岩）的单轴抗压强度为Rc为2.5~8.7MPa，Rc/σmax为0.2~0.7，属高应力区，隧道极易产生大变形。2综合超前地质预报目前国内外超前预报主要采用TSP超前预报系统、围岩地质素描和超前水平钻孔[5]等方式。在峡口隧道超前地质预报中主要采用综合超前地质预报技术，包含隧道主要不良地质和施工地质灾害宏观预报、隧道洞身主要不良地质体中长期超前...