乌鞘岭隧道岭脊段复杂地质变形控制技术研究与应用

通过乌鞘岭隧道岭脊地段复杂地质变形控制技术研究,确定了在复杂应力条件下衬砌结构形式及设计支护参数、施工方法,为设计和施工提供科学的依据。     

乌鞘岭隧道地应力特征与软弱围岩的变形防治

兰武二线乌鞘岭隧道横穿祁连山东麓,长20050m,最大埋深1050m。在岭脊志留系千枚岩夹板岩及断层构造岩等软弱围岩段的隧道开挖过程中,围岩强烈变形,不仅支护失效甚至钢架亦被严重扭曲,且持续变形长时间不收敛。地应力测量研究表明,隧道岭脊段具有明显的现今构造应力作用,地应力的总体特征为:SH≥SV>Sh。分析认为,隧道围岩变形的主因是:在较强构造应力与垂直重力的共同作用下,由于未及时施做二次衬砌,软弱围岩及初期支护不能承受该作用力,以致产生了持续性的流变变形。工程实践表明,围岩应力状态是支护设计的依据,而适时支护、衬砌非常重要。允许围岩适度变形,使围岩应力得以适度释放;选择在流变大变形尚未形成,围岩尚未丧失其抗载能力的时刻,及时进行支护衬砌,对确保围岩稳定和支护衬砌结构安全具有重要意义。     

乌鞘岭隧道F4-F7断层设计与施工

在乌鞘岭隧道F4—F7四条区域性断层组成的宽大挤压构造带中,主干断裂规模大,地层相互错断拼接。查明岭脊地段的地质特性和水文地质状况及围岩变形机理,确定隧道结构的设计参数和施工方法,并依据超前地质预报进行动态设计,提出控制隧道变形的各种措施、选择的支护结构参数和断面形式是合理的。采用了三步台阶同时爆破、超短台阶开挖、三台阶四步施工等关键施工技术。在开挖爆破、超前支护、初期支护、仰拱施工、防水板铺设和二次衬砌等关键工序中制定了切实可行的控制措施。     

高地应力千枚岩大变形隧道支护参数试验研究

乌鞘岭隧道岭脊段由于位于祁连山断褶带内F4-F7断层“挤压构造带”中,地层中储存了较高的初始地应力,当隧道掘进至较软弱的千枚岩地层时,高地应力便通过千枚岩位移而卸载,使得隧道结构位移较大。本文通过收敛量测,对不同支护参数的4个实验段支护效果进行了对比分析,初步得到能有效控制乌鞘岭隧道岭脊段高地应力条件下千枚岩大变形的初期支护参数,指出翼缘较厚的H175型钢能提供较大的早期支护强度,特别是能保证钢拱架水平方向的安全与稳定。运用小直径岩石锚索锚固技术能对支护结构提供较大支护抗力,同时具有先柔后刚、先放后抗控制大变形的性能特征。     

乌鞘岭隧道深埋志留系地层大变形控制技术

乌鞘岭隧道岭脊段志留系地层千枚岩夹板岩地段 ,施工中发生大变形 ,初期支护开裂破坏甚至侵限。为此 ,对深埋志留系地层围岩特性及其变形规律作了分析研究 ,结合现场测试 ,提出控制该段围岩大变形的工程技术措施 ,有效地控制了围岩大变形 ,保证了结构安全     

乌鞘岭隧道F_7断层段的监控量测技术

通过对乌鞘岭隧道F7断层施工的变形监控量测,用量测指导设计和施工,确定支护和衬砌的可行性,并探讨“大挤压构造带”的软弱围岩的施工对开挖后初期支护的变形控制技术。     

新蜀河隧道炭质片岩大变形控制技术研究

研究目的:长距离的炭质片岩隧道施工中初期支护发生易发生大变形的情况,支护变形、侵限,给现场施工、进度、安全带来了极大的挑战.本文结合新蜀河隧道炭质片岩大变形施工技术,结合以往大变形隧道施工的经验和教训对单线铁路隧道炭质片岩的大变形控制技术及方案进行了总结,为今后类似工程提供参考和借鉴.研究结论:单线铁路隧道采用3台阶临时仰拱法,上台阶设置型钢混凝土仰拱后,应严格地控制台阶、仰拱、二衬的步长,在控制变形方面效果较为明显;大变形隧道应根据监控量测资料预留适度的变形量,对于防止前期初期支护破坏和后期护拱开裂,以及控制工程成本都有着非常重要的意义;隧道通过初期支护壁后注浆,在钢架型号、接头形式位置和纵向连接设置等方面进行改进,并在一定程度上抑制了变形发生;施工中应对长台阶施工或中间拉槽的错误作法严格禁止.     

高地应力软岩隧道变形控制技术

高地应力软岩隧道挤压大变形破坏是一种潜在的严重工程地质灾害,为进一步认识高地应力软岩隧道变形控制技术,结合兰新高铁大梁隧道大变形实况,在分析和总结大变形破坏特征基础上,通过支护方案试验对比,确定支护方案;提出主要控制措施、施工注意事项等施工关键技术,最终形成了一套有效的高地应力软岩隧道大变形控制技术,凝练出"宁强勿弱、...     

乌鞘岭隧道千枚岩地层初期支护参数研究

研究目的:针对乌鞘岭隧道深层地段千枚岩地层,隧道开挖过程中,围岩产生大变形的特点,进行初期支护合理性的研究,提出有效的支护措施。研究方法:结合兰武二线乌鞘岭隧道岭脊地段千枚岩地层的设计施工,采用动态设计方法,根据千枚岩不同含量,确定试验段,布置量测断面,通过现场位移量测,分析总结深埋条件下,千枚岩地层变形特点和初期支护设计方法。研究结果:通过对隧道开挖过程中围岩变形和初期支护的研究,提出了千枚岩地层初期支护参数的建议方案,对同类工程的设计施工有一定的借鉴意义。研究结论:对于以千枚岩为主、围岩变形大的地层,采用长锚杆大刚度型刚支架,结合网喷纲纤维混凝土等初期支护措施,是控制围岩产生大变形的有效方法之一。     

兰渝铁路木寨岭隧道长期变形监测研究

针对高地应力软岩隧道初期支护变形破坏、钢架扭曲、侵限拆换等问题,基于兰渝铁路木寨岭隧道工程,试验研究了炭质板岩的流变性质.采用人工监测和自动化监测的综合手段对木寨岭隧道支护应力进行了长期监测,提出可将监测应力分为四个等级,当监测应力在支护极限强度的2/3以下时,围岩应力可控.根据监测结果,木寨岭隧道岭脊段软岩的流变效应...