軟巖隧道施工技術(shù)全解

1、0 目目 錄錄 1 1 軟巖隧道變形、坍方災(zāi)害案例軟巖隧道變形、坍方災(zāi)害案例 2 2 軟巖隧道災(zāi)害分析軟巖隧道災(zāi)害分析 3 3 軟巖隧道施工技術(shù)軟巖隧道施工技術(shù) 1 一、軟巖隧道變形、坍方災(zāi)害案例一、軟巖隧道變形、坍方災(zāi)害案例 2 1.1.宜萬鐵路石院子隧道洞口段大坍方宜萬鐵路石院子隧道洞口段大坍方 0505年年5 5月月2424日，石院子隧道出口邊仰坡日，石院子隧道出口邊仰坡 防護(hù)后采取上臺階進(jìn)洞。防護(hù)后采取上臺階進(jìn)洞。8 8月月9 9日，上臺階開日，上臺階開 挖挖8686米，變形速率達(dá)到米，變形速率達(dá)到52mm/d52mm/d，初期支護(hù)開，初期支護(hù)開 裂、變形。裂、變形。6 6天后發(fā)生大坍

2、方，洞口段已施天后發(fā)生大坍方，洞口段已施 工的工的8686米全部坍滿。坍方段為強(qiáng)風(fēng)化頁巖，米全部坍滿。坍方段為強(qiáng)風(fēng)化頁巖， 巖體破碎，埋深巖體破碎，埋深5 52020米。坍方主要原因?yàn)槊?。坍方主要原因?yàn)?洞口段處理措施不當(dāng)、上臺階開挖距離過長洞口段處理措施不當(dāng)、上臺階開挖距離過長 初期支護(hù)未及時(shí)閉合、初期支護(hù)強(qiáng)度和剛度初期支護(hù)未及時(shí)閉合、初期支護(hù)強(qiáng)度和剛度 不足等。不足等。 3 隧道變形坍方過程隧道變形坍方過程 坍方前坍方前坍方中坍方中 坍方后坍方后 4 2.2.鄭西客專南山口隧道大坍方鄭西客專南山口隧道大坍方 20072007年年7 7月月1515日，鄭西客專南山口隧道日，鄭西客專南山口隧道

3、 采取長臺階法施工，掌子面初期支護(hù)出現(xiàn)采取長臺階法施工，掌子面初期支護(hù)出現(xiàn) 掉塊、開裂，掉塊、開裂，3 3天后，隧道發(fā)生大坍方，坍天后，隧道發(fā)生大坍方，坍 方長度方長度146146米，地表房屋開裂，經(jīng)濟(jì)損失較米，地表房屋開裂，經(jīng)濟(jì)損失較 大。坍方段為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖，隧道埋深大。坍方段為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖，隧道埋深8686 米。坍方原因?qū)偈┕し椒ú划?dāng)，初期支護(hù)米。坍方原因?qū)偈┕し椒ú划?dāng)，初期支護(hù) 長時(shí)間不閉合，二次襯砌距掌子面距離太長時(shí)間不閉合，二次襯砌距掌子面距離太 長。（上臺階開挖長。（上臺階開挖8383米，仰拱距掌子面米，仰拱距掌子面126126 米，二襯距掌子面米，二襯距掌子面146146米）米

4、） 5 南山口隧道大坍方照片南山口隧道大坍方照片 6 3.3.貴廣鐵路東科嶺隧道涌砂坍方貴廣鐵路東科嶺隧道涌砂坍方 20102010年年1 1月月1919日，東科嶺隧道進(jìn)口日，東科嶺隧道進(jìn)口 開挖開挖398398米，掌子面施作超前小導(dǎo)管時(shí)，米，掌子面施作超前小導(dǎo)管時(shí)， 突然發(fā)生涌砂坍方，涌砂量約突然發(fā)生涌砂坍方，涌砂量約800800立方，立方， 隨后地面出現(xiàn)坍陷，坍坑直徑約隨后地面出現(xiàn)坍陷，坍坑直徑約3535米。米。 坍方段地層為向斜構(gòu)造全風(fēng)化花崗巖，坍方段地層為向斜構(gòu)造全風(fēng)化花崗巖， 隧道埋深隧道埋深21m21m，地表為水田和常年流水，地表為水田和常年流水 水溝。涌砂坍方原因?yàn)槌邦A(yù)測預(yù)報(bào)不

5、水溝。涌砂坍方原因?yàn)槌邦A(yù)測預(yù)報(bào)不 到位，未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)。到位，未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)。目前施工受困，目前施工受困， 變形仍在處理中。變形仍在處理中。 7 東科嶺隧道涌砂坍方照片東科嶺隧道涌砂坍方照片 8 東科嶺隧道地面坍坑照片東科嶺隧道地面坍坑照片 9 4.4.張集鐵路舊堡隧道初期支護(hù)開裂變形張集鐵路舊堡隧道初期支護(hù)開裂變形 20102010年年2 2月月2626日，舊堡隧道進(jìn)口開挖到日，舊堡隧道進(jìn)口開挖到 41364136米，初期支護(hù)米，初期支護(hù)I25bI25b鋼架發(fā)生變形，變鋼架發(fā)生變形，變 形速率達(dá)到形速率達(dá)到151mm/d151mm/d，隨后掌子面后方，隨后掌子面后方3030米米 范圍內(nèi)初期

6、支護(hù)扭曲變形，噴射混凝土開范圍內(nèi)初期支護(hù)扭曲變形，噴射混凝土開 裂、掉塊，滲水量增大。變形段為麻粒巖裂、掉塊，滲水量增大。變形段為麻粒巖 夾輝綠巖脈，處于夾輝綠巖脈，處于F3F3斷層影響帶，構(gòu)造節(jié)斷層影響帶，構(gòu)造節(jié) 理發(fā)育，巖體破碎，隧道埋深約理發(fā)育，巖體破碎，隧道埋深約300300米。該米。該 段變形主要原因是對工程地質(zhì)特性認(rèn)識不段變形主要原因是對工程地質(zhì)特性認(rèn)識不 足，施工方法和支護(hù)措施與地質(zhì)條件不匹足，施工方法和支護(hù)措施與地質(zhì)條件不匹 配。目前施工受困，變形仍在處理中。配。目前施工受困，變形仍在處理中。 10 舊堡隧道初期支護(hù)變形開裂照片舊堡隧道初期支護(hù)變形開裂照片 11 二、軟巖隧道災(zāi)

7、害分析二、軟巖隧道災(zāi)害分析 12 將將20062006年至今軟巖隧道發(fā)生災(zāi)害年至今軟巖隧道發(fā)生災(zāi)害 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如下：進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如下： 20062006年年3 3月月2121日，武康二線王家溝日，武康二線王家溝 隧道發(fā)生坍方，隧道發(fā)生坍方，8 8人受困。人受困。 20062006年年5 5月月1616日，大麗鐵路南場嶺日，大麗鐵路南場嶺 隧道洞口發(fā)生坍方，隧道洞口發(fā)生坍方，6 6人受困。人受困。 2006 2006年年5 5月月2121日，洛湛鐵路雙牌二日，洛湛鐵路雙牌二 號隧道洞口發(fā)生坍方，造成號隧道洞口發(fā)生坍方，造成1 1死死3 3傷。傷。 13 2006 2006年年8 8月月12

8、12日，鄭西客專秦東隧日，鄭西客專秦東隧 道發(fā)生坍方，造成道發(fā)生坍方，造成2 2人死亡。人死亡。 20062006年年9 9月月1313日，武康二線系家山日，武康二線系家山 一號隧道發(fā)生坍方，造成一號隧道發(fā)生坍方，造成2 2人死亡。人死亡。 20072007年年4 4月月3030日，太中銀鐵路吳堡日，太中銀鐵路吳堡 隧道發(fā)生坍方，造成隧道發(fā)生坍方，造成4 4死死1 1傷。傷。 20072007年年7 7月月1515日，鄭西客專南山口日，鄭西客專南山口 隧道發(fā)生大坍方，坍方隧道發(fā)生大坍方，坍方146146米，造成巨米，造成巨 大經(jīng)濟(jì)損失。大經(jīng)濟(jì)損失。 14 2007 2007年年8 8月月6 6

9、日，石太客專南莊隧道日，石太客專南莊隧道 發(fā)生坍方，造成發(fā)生坍方，造成2 2人死亡。人死亡。 20072007年年8 8月月6 6日，廣深港客專水田隧日，廣深港客專水田隧 道洞口發(fā)生坍方，造成道洞口發(fā)生坍方，造成2 2人死亡。人死亡。 20072007年年9 9月月2 2日，合寧鐵路亭子山二日，合寧鐵路亭子山二 號隧道發(fā)生坍方，造成號隧道發(fā)生坍方，造成5 5人死亡。人死亡。 20072007年年9 9月月3030日，蘭青二線八盤峽日，蘭青二線八盤峽 二號隧道坍方，二號隧道坍方，8 8人受困。人受困。 20072007年年1111月月2020日，宜萬鐵路高陽寨日，宜萬鐵路高陽寨 隧道洞口發(fā)生坍方

10、，造成隧道洞口發(fā)生坍方，造成3535死死1 1傷。傷。 15 2008 2008年年1 1月月9 9日，蘭青二線楊家店日，蘭青二線楊家店 隧道發(fā)生坍方，造成隧道發(fā)生坍方，造成2 2人死亡。人死亡。 20082008年年1 1月月2020日，鄭西客專盤東隧日，鄭西客專盤東隧 道發(fā)生坍方，造成道發(fā)生坍方，造成3 3人死亡。人死亡。 20082008年年3 3月月2121日，田德鐵路百安隧日，田德鐵路百安隧 道發(fā)生坍方，造成道發(fā)生坍方，造成2 2死死3 3傷。傷。 20082008年年3 3月月2525日，包西鐵路活沙兔日，包西鐵路活沙兔 隧道發(fā)生坍方，造成隧道發(fā)生坍方，造成4 4人死亡。人死亡。

11、20082008年年7 7月月1515日，洛湛鐵路古欖隧日，洛湛鐵路古欖隧 道發(fā)生坍方，造成道發(fā)生坍方，造成1 1人死亡。人死亡。 16 2008 2008年年8 8月月2929日，西格二線克土隧日，西格二線克土隧 道發(fā)生坍方，造成道發(fā)生坍方，造成4 4死死7 7傷。傷。 20092009年年2 2月月1717日，包西鐵路寨山村日，包西鐵路寨山村 隧道發(fā)生坍方，造成隧道發(fā)生坍方，造成2 2人死亡。人死亡。 20092009年年3 3月月8 8日，石武客專木蘭隧日，石武客專木蘭隧 道發(fā)生坍方，造成道發(fā)生坍方，造成2 2死死2 2傷。傷。 20092009年年3 3月月1616日，向莆鐵路寶臺山日

12、，向莆鐵路寶臺山 隧道發(fā)生坍方，造成隧道發(fā)生坍方，造成3 3死死1 1傷。傷。 20092009年年7 7月月1919日，襄渝二線楊家溝日，襄渝二線楊家溝 隧道發(fā)生坍方，造成隧道發(fā)生坍方，造成2 2人死亡。人死亡。 17 2009 2009年年8 8月月1 1日，湘桂鐵路梅子坳日，湘桂鐵路梅子坳 隧道洞口發(fā)生坍方，造成隧道洞口發(fā)生坍方，造成3 3人死亡。人死亡。 20092009年年1010月月2929日，包西鐵路新響日，包西鐵路新響 沙灣隧道發(fā)生坍方，人員逃脫。沙灣隧道發(fā)生坍方，人員逃脫。 20092009年年1212月月1919日，包西鐵路鄧家日，包西鐵路鄧家 樓一號隧道發(fā)生坍方，樓一號隧

13、道發(fā)生坍方， 6 6人受困。人受困。 20102010年年1 1月月1414日，南廣鐵路白云隧日，南廣鐵路白云隧 道發(fā)生突水突泥，造成道發(fā)生突水突泥，造成5 5人死亡。人死亡。 20102010年年3 3月月1919日，集包鐵路新旗下日，集包鐵路新旗下 營隧道發(fā)生坍方，造成營隧道發(fā)生坍方，造成1010人死亡。人死亡。 18 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，20062006年至今年至今4 4年時(shí)年時(shí) 間，以上隧道施工共發(fā)生災(zāi)害間，以上隧道施工共發(fā)生災(zāi)害2828起，死起，死 亡亡9696人，折合每年人，折合每年7 7起，每年死亡起，每年死亡2424人，人， 災(zāi)害發(fā)生次數(shù)之多，死亡率之高，令人災(zāi)害發(fā)生次

14、數(shù)之多，死亡率之高，令人 震驚和心寒。究其原因，除客觀地質(zhì)條震驚和心寒。究其原因，除客觀地質(zhì)條 件外，在施工方法、設(shè)計(jì)剛度、仰拱及件外，在施工方法、設(shè)計(jì)剛度、仰拱及 時(shí)跟進(jìn)閉合成環(huán)等方面，也存在著一定時(shí)跟進(jìn)閉合成環(huán)等方面，也存在著一定 的不足，因此，加強(qiáng)軟巖隧道的設(shè)計(jì)與的不足，因此，加強(qiáng)軟巖隧道的設(shè)計(jì)與 施工，減少災(zāi)害的發(fā)生十分急迫。施工，減少災(zāi)害的發(fā)生十分急迫。 19 對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，軟巖對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，軟巖 隧道災(zāi)害主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：隧道災(zāi)害主要表現(xiàn)在三個(gè)方面： 一是洞口坍方，二是掌子面變形一是洞口坍方，二是掌子面變形 坍方，三是掌子面后方坍方關(guān)門。坍方，三是掌子面后方坍方關(guān)門。

15、 統(tǒng)計(jì)表明：洞口坍方占統(tǒng)計(jì)表明：洞口坍方占20%20%，掌，掌 子面變形坍方占子面變形坍方占33%33%，掌子面后，掌子面后 方坍方關(guān)門占方坍方關(guān)門占47%47%。 20 三、軟巖隧道施工技術(shù)三、軟巖隧道施工技術(shù) 21 軟巖隧道施工，應(yīng)在超前軟巖隧道施工，應(yīng)在超前 預(yù)報(bào)、超前注漿、超前支護(hù)、預(yù)報(bào)、超前注漿、超前支護(hù)、 開挖工法、初期支護(hù)、監(jiān)控量開挖工法、初期支護(hù)、監(jiān)控量 測、二次襯砌、洞口處理八個(gè)測、二次襯砌、洞口處理八個(gè) 方面予以重視，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管方面予以重視，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管 理與施工，從而最大程度地避理與施工，從而最大程度地避 免變形和坍方災(zāi)害的發(fā)生。免變形和坍方災(zāi)害的發(fā)生。 22 1.1.

16、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 目前，一些隧道實(shí)際開挖地質(zhì)與目前，一些隧道實(shí)際開挖地質(zhì)與 設(shè)計(jì)地質(zhì)存在較大出入，這就給現(xiàn)場設(shè)計(jì)地質(zhì)存在較大出入，這就給現(xiàn)場 的安全施工帶來影響。因此，除設(shè)計(jì)的安全施工帶來影響。因此，除設(shè)計(jì) 單位加強(qiáng)地勘外，施工單位必須加強(qiáng)單位加強(qiáng)地勘外，施工單位必須加強(qiáng) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，探測隧道前方是超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，探測隧道前方是 否發(fā)育斷層、破碎帶，是否有地下水否發(fā)育斷層、破碎帶，是否有地下水 存在。特別是接近斷層時(shí)，必須加強(qiáng)存在。特別是接近斷層時(shí)，必須加強(qiáng) 長短鉆孔，杜絕在未探明情況下發(fā)生長短鉆孔，杜絕在未探明情況下發(fā)生 突水突泥和變形坍方災(zāi)害。突水突泥和變形坍方災(zāi)害。 23

17、 2.2.注漿加固注漿加固 在斷層破碎帶或軟弱地層，特別是富在斷層破碎帶或軟弱地層，特別是富 含水時(shí)，對不良地層進(jìn)行注漿加固，改良含水時(shí)，對不良地層進(jìn)行注漿加固，改良 地層，這是一種很有效的安全施工方法。地層，這是一種很有效的安全施工方法。 但目前很多單位做不到，最主要的原因有但目前很多單位做不到，最主要的原因有 兩個(gè)方面，一是無專業(yè)設(shè)備，二是無專業(yè)兩個(gè)方面，一是無專業(yè)設(shè)備，二是無專業(yè) 隊(duì)伍。這樣即保證不了注漿質(zhì)量，也保證隊(duì)伍。這樣即保證不了注漿質(zhì)量，也保證 不了注漿進(jìn)度。不了注漿進(jìn)度。 目前，注漿方法有全斷面帷幕注漿和目前，注漿方法有全斷面帷幕注漿和 信息化注漿，這兩種方法都取得了很好的信息

18、化注漿，這兩種方法都取得了很好的 注漿效果。注漿效果。 24 別巖槽隧道別巖槽隧道F1F1斷層全斷面帷幕注漿照片斷層全斷面帷幕注漿照片 25 齊岳山隧道齊岳山隧道F11F11斷層信息化注漿照片斷層信息化注漿照片 26 齊岳山隧道齊岳山隧道F11F11斷層注漿后開挖照片斷層注漿后開挖照片 27 3.3.超前預(yù)支護(hù)超前預(yù)支護(hù) 常用的超前預(yù)支護(hù)方式有超前大管棚、超常用的超前預(yù)支護(hù)方式有超前大管棚、超 前小導(dǎo)管和超前錨桿三種。前小導(dǎo)管和超前錨桿三種。 超前大管棚：大管棚一般采用超前大管棚：大管棚一般采用70mm70mm 150mm150mm的鋼管，沿隧道開挖輪廓線外的鋼管，沿隧道開挖輪廓線外12012

19、0 150150范圍布置，環(huán)向間距范圍布置，環(huán)向間距303050cm50cm?？v向長?？v向長 度度1010100m100m根據(jù)工程需要設(shè)置。管棚內(nèi)注滿水根據(jù)工程需要設(shè)置。管棚內(nèi)注滿水 泥砂漿或水泥漿，以提高管棚剛度，減少開挖泥砂漿或水泥漿，以提高管棚剛度，減少開挖 時(shí)土體沉降、坍塌。長管棚在堆積體、砂土質(zhì)時(shí)土體沉降、坍塌。長管棚在堆積體、砂土質(zhì) 地層、斷層破碎帶及下穿公路、鐵路、地表建地層、斷層破碎帶及下穿公路、鐵路、地表建 筑物等條件下廣泛采用。筑物等條件下廣泛采用。 28 洞內(nèi)大管棚施工照片洞內(nèi)大管棚施工照片 29 超前小導(dǎo)管：小導(dǎo)管一般采用超前小導(dǎo)管：小導(dǎo)管一般采用 32mm32mm60

20、mm60mm的鋼管，沿隧道開挖的鋼管，沿隧道開挖 輪廓線外輪廓線外9090120120范圍布置，環(huán)向范圍布置，環(huán)向 間距間距202040cm40cm?？v向長度?？v向長度2.52.56m6m根據(jù)根據(jù) 工程需要設(shè)置。小導(dǎo)管布設(shè)后應(yīng)注漿，工程需要設(shè)置。小導(dǎo)管布設(shè)后應(yīng)注漿， 加固周邊地層，減少開挖時(shí)土體沉降、加固周邊地層，減少開挖時(shí)土體沉降、 坍塌。小導(dǎo)管在破碎圍巖、堆積體、坍塌。小導(dǎo)管在破碎圍巖、堆積體、 砂土質(zhì)地層、斷層破碎帶中普遍采用。砂土質(zhì)地層、斷層破碎帶中普遍采用。 30 洞內(nèi)超前小導(dǎo)管施工照片洞內(nèi)超前小導(dǎo)管施工照片 31 超前錨桿：超前錨桿一般采用超前錨桿：超前錨桿一般采用 20mm20m

21、m25mm25mm的鋼筋，沿隧道開挖的鋼筋，沿隧道開挖 輪廓線外輪廓線外9090120120范圍布置，環(huán)向范圍布置，環(huán)向 間距間距202040cm40cm?？v向長度?？v向長度3 35m5m根據(jù)工根據(jù)工 程需要設(shè)置。超前錨桿起到棚架作用，程需要設(shè)置。超前錨桿起到棚架作用， 減少開挖時(shí)破碎巖體局部坍塌。超前錨減少開挖時(shí)破碎巖體局部坍塌。超前錨 桿一般在破碎圍巖下采用。不好成孔時(shí)，桿一般在破碎圍巖下采用。不好成孔時(shí)， 也可采用自進(jìn)式錨桿超前支護(hù)。也可采用自進(jìn)式錨桿超前支護(hù)。 32 超前小導(dǎo)管 破裂面 超前支護(hù)的核心問題是，超前支護(hù)長度超前支護(hù)的核心問題是，超前支護(hù)長度 必須超過開挖斷面形成的破裂面，

22、否則，根必須超過開挖斷面形成的破裂面，否則，根 本就起不到超前支護(hù)作用，隧道開挖時(shí)會(huì)發(fā)本就起不到超前支護(hù)作用，隧道開挖時(shí)會(huì)發(fā) 生掌子面滑坍。生掌子面滑坍。 33 4.4.開挖工法開挖工法 目前常用的開挖工法有臺階法、環(huán)目前常用的開挖工法有臺階法、環(huán) 形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法、形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法、CDCD法、法、CRDCRD法、雙法、雙 側(cè)壁導(dǎo)坑法六種。側(cè)壁導(dǎo)坑法六種。 開挖工法選擇時(shí)，應(yīng)本著由易到繁開挖工法選擇時(shí)，應(yīng)本著由易到繁 的順序，現(xiàn)場實(shí)施中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測，根據(jù)的順序，現(xiàn)場實(shí)施中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測，根據(jù) 監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整開挖工法。監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整開挖工法。 現(xiàn)場施工中應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)開挖工法現(xiàn)場施工中應(yīng)嚴(yán)格按

23、設(shè)計(jì)開挖工法 進(jìn)行。如需要調(diào)整，應(yīng)履行變更程序，進(jìn)行。如需要調(diào)整，應(yīng)履行變更程序， 現(xiàn)場不得擅自更改施工方法?，F(xiàn)場不得擅自更改施工方法。 34 臺階法：臺階法臺階法：臺階法 一般適合于一般適合于級圍巖，級圍巖， 要求臺階長度不大于要求臺階長度不大于1 1 倍洞徑，臺階高度根據(jù)倍洞徑，臺階高度根據(jù) 機(jī)械設(shè)備確定。目前很機(jī)械設(shè)備確定。目前很 多單位采取長臺階施工多單位采取長臺階施工 （遠(yuǎn)大于（遠(yuǎn)大于1 1倍洞徑）倍洞徑） ， 造成初期支護(hù)不能及時(shí)造成初期支護(hù)不能及時(shí) 閉合，仰拱不能緊跟，閉合，仰拱不能緊跟， 二襯不能及時(shí)施作，出二襯不能及時(shí)施作，出 現(xiàn)大量坍方災(zāi)害?，F(xiàn)大量坍方災(zāi)害。 35 環(huán)形導(dǎo)坑

24、預(yù)留核心土法：該方法利用核環(huán)形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法：該方法利用核 心土穩(wěn)定掌子面，然后開挖兩側(cè)邊墻和中部核心土穩(wěn)定掌子面，然后開挖兩側(cè)邊墻和中部核 心土，最后開挖仰拱。目前該方法應(yīng)用較多，心土，最后開挖仰拱。目前該方法應(yīng)用較多， 但也有不少隧道出現(xiàn)了變形、坍方問題。主要但也有不少隧道出現(xiàn)了變形、坍方問題。主要 集中在三個(gè)方面需要進(jìn)一步研究解決。集中在三個(gè)方面需要進(jìn)一步研究解決。 36 一是拱部開挖高度過低，造成拱腳處為小角度扁一是拱部開挖高度過低，造成拱腳處為小角度扁 平結(jié)構(gòu)，受力不好，易產(chǎn)生變形。二是各臺階拉的過平結(jié)構(gòu)，受力不好，易產(chǎn)生變形。二是各臺階拉的過 長，仰拱不能及時(shí)施作。因此，要求采取

25、這種方法時(shí)，長，仰拱不能及時(shí)施作。因此，要求采取這種方法時(shí)， 全斷面封閉成環(huán)長度不能超過全斷面封閉成環(huán)長度不能超過2 2倍洞徑。三是現(xiàn)場不倍洞徑。三是現(xiàn)場不 能及時(shí)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)加強(qiáng)初期支護(hù)、增設(shè)橫向支撐或能及時(shí)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)加強(qiáng)初期支護(hù)、增設(shè)橫向支撐或 臨時(shí)仰拱形成閉合成環(huán)，從而導(dǎo)致變形、坍方。臨時(shí)仰拱形成閉合成環(huán)，從而導(dǎo)致變形、坍方。 37 環(huán)形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法照片環(huán)形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法照片 38 CDCD法（中隔壁法）：該方法是將隧道分為左法（中隔壁法）：該方法是將隧道分為左 右兩部分進(jìn)行開挖，先在一側(cè)采用臺階法分層右兩部分進(jìn)行開挖，先在一側(cè)采用臺階法分層 開挖及支護(hù)，再開挖隧道另一側(cè)。該方法

26、在特開挖及支護(hù)，再開挖隧道另一側(cè)。該方法在特 殊條件下采用，施工安全度高，但進(jìn)度較慢。殊條件下采用，施工安全度高，但進(jìn)度較慢。 一般在淺埋地段或穿越建（構(gòu)）筑物時(shí)采用，一般在淺埋地段或穿越建（構(gòu)）筑物時(shí)采用， 減少沉降，防止坍方。減少沉降，防止坍方。 39 CRDCRD法（交叉中隔壁法）：該方法是將大斷法（交叉中隔壁法）：該方法是將大斷 面隧道上、下、左、右分塊開挖，并施作初期面隧道上、下、左、右分塊開挖，并施作初期 支護(hù)和臨時(shí)支撐，步步封閉成環(huán)。該方法在特支護(hù)和臨時(shí)支撐，步步封閉成環(huán)。該方法在特 殊條件下采用。殊條件下采用。 35 m 35 m 35 m35 m35 m35 m 40 CRD

27、CRD工法開挖照片工法開挖照片 41 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法：該方法是采用先開挖隧道兩雙側(cè)壁導(dǎo)坑法：該方法是采用先開挖隧道兩 側(cè)導(dǎo)坑，進(jìn)行初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，再進(jìn)行中側(cè)導(dǎo)坑，進(jìn)行初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，再進(jìn)行中 部開挖支護(hù)的施工方法，該方法在特殊條件下部開挖支護(hù)的施工方法，該方法在特殊條件下 采用。采用。 42 雙側(cè)壁導(dǎo)坑工法開挖照片雙側(cè)壁導(dǎo)坑工法開挖照片 43 5.5.初期支護(hù)初期支護(hù) 隧道開挖后短時(shí)隧道開挖后短時(shí) 間或變形量小時(shí)，間或變形量小時(shí)， 初期支護(hù)與地層共初期支護(hù)與地層共 同承受形變壓力。同承受形變壓力。 時(shí)間長時(shí)或變形量時(shí)間長時(shí)或變形量 大時(shí)，由初期支護(hù)大時(shí)，由初期支護(hù) 完全承受松散壓力。完全

28、承受松散壓力。 松 散 壓 力 形 變 壓 力 t1 t2 T（ 開 挖 后 時(shí) 間 ） Q （ 荷 載 ） U （ 變 形 量 ）u1 在 短 時(shí) 間 內(nèi) 或 變 形 量 小 的 情 況 下 初 期 支 護(hù) 與 地 層 共 同 作 用 承 受 形 變 壓 力 ， 時(shí) 間 較 長 或 變 形 量 達(dá) 到 一 定 程 度 初 期 支 護(hù) 承 受 松 散 壓 力 松 散 壓 力 形 變 壓 力 t1 t2 T（ 開 挖 后 時(shí) 間 ） Q （ 荷 載 ） U （ 變 形 量 ）u1 在 短 時(shí) 間 內(nèi) 或 變 形 量 小 的 情 況 下 初 期 支 護(hù) 與 地 層 共 同 作 用 承 受 形 變

29、壓 力 ， 時(shí) 間 較 長 或 變 形 量 達(dá) 到 一 定 程 度 初 期 支 護(hù) 承 受 松 散 壓 力 44 初期支護(hù)要考慮隧道施工具有初期支護(hù)要考慮隧道施工具有 時(shí)空效應(yīng)的特性，要有合理的強(qiáng)度和時(shí)空效應(yīng)的特性，要有合理的強(qiáng)度和 剛度。原則上寧強(qiáng)勿弱，一次到位。剛度。原則上寧強(qiáng)勿弱，一次到位。 在高地應(yīng)力條件下，可考慮采在高地應(yīng)力條件下，可考慮采 用雙層支護(hù)，或用雙層支護(hù)，或H H型鋼架，及時(shí)施作長型鋼架，及時(shí)施作長 錨桿。采用噴射鋼纖維混凝土以達(dá)到錨桿。采用噴射鋼纖維混凝土以達(dá)到 早強(qiáng)、高強(qiáng)目的。早強(qiáng)、高強(qiáng)目的。 45 6.6.監(jiān)控量測監(jiān)控量測 監(jiān)控量測是指導(dǎo)監(jiān)控量測是指導(dǎo) 軟巖隧道安全

30、施工的軟巖隧道安全施工的 一種重要的信息化手一種重要的信息化手 段。特別是目前隧道段。特別是目前隧道 開挖斷面大，監(jiān)測更開挖斷面大，監(jiān)測更 為重要。為重要。 目前常采用全目前常采用全 站儀進(jìn)行非接觸式量站儀進(jìn)行非接觸式量 測。測。 46 級圍巖每級圍巖每10103030米布設(shè)一個(gè)監(jiān)測斷米布設(shè)一個(gè)監(jiān)測斷 面，面，級、級、級每級每5 51010米布設(shè)一個(gè)監(jiān)測斷米布設(shè)一個(gè)監(jiān)測斷 面。淺埋地段應(yīng)布置地表沉降監(jiān)測點(diǎn)，縱向面。淺埋地段應(yīng)布置地表沉降監(jiān)測點(diǎn)，縱向 間距間距5 51010米，橫向間距米，橫向間距2 25 5米，布置范圍米，布置范圍 為為2 2倍的倍的“隧道埋深隧道埋深+ +隧道寬度隧道寬度”。

31、 根據(jù)隧道變形速率和累計(jì)變形量制定根據(jù)隧道變形速率和累計(jì)變形量制定 變形控制基準(zhǔn)值。確定變形量和變形速率在變形控制基準(zhǔn)值。確定變形量和變形速率在 什么樣條件下可以正常開挖，什么樣情況下什么樣條件下可以正常開挖，什么樣情況下 加強(qiáng)支護(hù)，什么樣條件下應(yīng)停止掌子面掘進(jìn)，加強(qiáng)支護(hù)，什么樣條件下應(yīng)停止掌子面掘進(jìn)， 立即加設(shè)橫撐或臨時(shí)仰拱。這些在目前工程立即加設(shè)橫撐或臨時(shí)仰拱。這些在目前工程 施工中普遍存在差距。施工中普遍存在差距。 47 7.7.二次襯砌二次襯砌 及時(shí)進(jìn)行二次襯砌對安全施工十及時(shí)進(jìn)行二次襯砌對安全施工十 分重要，根據(jù)部有關(guān)要求：分重要，根據(jù)部有關(guān)要求：級圍巖級圍巖 二襯距掌子面距離不大于

32、二襯距掌子面距離不大于9090米，米，級、級、 級不大于級不大于7070米，這些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)是十米，這些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)是十 分重要的，現(xiàn)場必須嚴(yán)格執(zhí)行。分重要的，現(xiàn)場必須嚴(yán)格執(zhí)行。 襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對于變形量大襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對于變形量大 的段落、地下水發(fā)育段落，襯砌應(yīng)適的段落、地下水發(fā)育段落，襯砌應(yīng)適 當(dāng)加強(qiáng)，以防止出現(xiàn)襯砌開裂。當(dāng)加強(qiáng)，以防止出現(xiàn)襯砌開裂。 48 8.8.洞口處理洞口處理 避免淺埋隧道洞口發(fā)生大滑坍應(yīng)注避免淺埋隧道洞口發(fā)生大滑坍應(yīng)注 意以下幾個(gè)問題。意以下幾個(gè)問題。 一次刷坡到位，不允許上半斷面一次刷坡到位，不允許上半斷面 刷坡后進(jìn)洞，這樣，進(jìn)洞后再刷下半斷刷坡后進(jìn)洞，這樣，進(jìn)洞后再

33、刷下半斷 面時(shí)易引起洞口滑坍。面時(shí)易引起洞口滑坍。 “早進(jìn)晚出早進(jìn)晚出”，對洞口不良地，對洞口不良地 質(zhì)可采取加長明洞、管棚法進(jìn)洞等措施。質(zhì)可采取加長明洞、管棚法進(jìn)洞等措施。 盡早施作洞口工程。盡早施作洞口工程。 49 洞口坍方照片洞口坍方照片 50 9.9.特殊工法特殊工法 在特殊地質(zhì)在特殊地質(zhì) 和環(huán)境條件下，可和環(huán)境條件下，可 采取特殊工法，以采取特殊工法，以 確保施工安全。確保施工安全。 軟弱破碎地軟弱破碎地 層中采用新意法對層中采用新意法對 掌子面進(jìn)行超前加掌子面進(jìn)行超前加 固后可進(jìn)行全斷面固后可進(jìn)行全斷面 開挖，不但可加快開挖，不但可加快 施工進(jìn)度，而且施施工進(jìn)度，而且施 工安全度高

34、。工安全度高。 51 軟塑土體、含水砂層等可采用水平旋噴進(jìn)行超軟塑土體、含水砂層等可采用水平旋噴進(jìn)行超 前支護(hù)。前支護(hù)。 52 對于基礎(chǔ)承載力底、易軟化的地層可采用斜向?qū)τ诨A(chǔ)承載力底、易軟化的地層可采用斜向 鋼管樁對拱腳進(jìn)行支撐。鋼管樁對拱腳進(jìn)行支撐。 53 對于巖石強(qiáng)度低環(huán)境要求高的隧道可采對于巖石強(qiáng)度低環(huán)境要求高的隧道可采 用單臂掘進(jìn)機(jī)、銑挖機(jī)開挖。用單臂掘進(jìn)機(jī)、銑挖機(jī)開挖。 54 結(jié)結(jié) 語語 近年來，軟巖隧道災(zāi)害頻繁近年來，軟巖隧道災(zāi)害頻繁 發(fā)生，不但造成了巨大的財(cái)產(chǎn)損發(fā)生，不但造成了巨大的財(cái)產(chǎn)損 失和工期延誤，還造成了較大的失和工期延誤，還造成了較大的 人員傷亡和不良社會(huì)影響。因此，

35、人員傷亡和不良社會(huì)影響。因此， 避免軟巖隧道發(fā)生災(zāi)害，確保工避免軟巖隧道發(fā)生災(zāi)害，確保工 程安全和生命安全，十分重要。程安全和生命安全，十分重要。 55 軟巖隧道施工應(yīng)做到軟巖隧道施工應(yīng)做到“三超前、四三超前、四 到位、一加強(qiáng)到位、一加強(qiáng)”。 三超前：超前預(yù)報(bào)、超前注漿、三超前：超前預(yù)報(bào)、超前注漿、 超前支護(hù)超前支護(hù) 四到位：工法到位、支護(hù)到位、四到位：工法到位、支護(hù)到位、 快速閉合到位、襯砌跟進(jìn)到位快速閉合到位、襯砌跟進(jìn)到位 一加強(qiáng)：加強(qiáng)監(jiān)測及反饋一加強(qiáng)：加強(qiáng)監(jiān)測及反饋 如果以上幾個(gè)方面能做到位，實(shí)行如果以上幾個(gè)方面能做到位，實(shí)行 “標(biāo)準(zhǔn)化管理標(biāo)準(zhǔn)化管理”，變形和坍方是可以控，變形和坍方是可

36、以控 制的制的。 56 謝謝大家！謝謝大家！ 57 4.4.張集鐵路舊堡隧道初期支護(hù)開裂變形張集鐵路舊堡隧道初期支護(hù)開裂變形 20102010年年2 2月月2626日，舊堡隧道進(jìn)口開挖到日，舊堡隧道進(jìn)口開挖到 41364136米，初期支護(hù)米，初期支護(hù)I25bI25b鋼架發(fā)生變形，變鋼架發(fā)生變形，變 形速率達(dá)到形速率達(dá)到151mm/d151mm/d，隨后掌子面后方，隨后掌子面后方3030米米 范圍內(nèi)初期支護(hù)扭曲變形，噴射混凝土開范圍內(nèi)初期支護(hù)扭曲變形，噴射混凝土開 裂、掉塊，滲水量增大。變形段為麻粒巖裂、掉塊，滲水量增大。變形段為麻粒巖 夾輝綠巖脈，處于夾輝綠巖脈，處于F3F3斷層影響帶，構(gòu)造節(jié)

37、斷層影響帶，構(gòu)造節(jié) 理發(fā)育，巖體破碎，隧道埋深約理發(fā)育，巖體破碎，隧道埋深約300300米。該米。該 段變形主要原因是對工程地質(zhì)特性認(rèn)識不段變形主要原因是對工程地質(zhì)特性認(rèn)識不 足，施工方法和支護(hù)措施與地質(zhì)條件不匹足，施工方法和支護(hù)措施與地質(zhì)條件不匹 配。目前施工受困，變形仍在處理中。配。目前施工受困，變形仍在處理中。 58 2008 2008年年8 8月月2929日，西格二線克土隧日，西格二線克土隧 道發(fā)生坍方，造成道發(fā)生坍方，造成4 4死死7 7傷。傷。 20092009年年2 2月月1717日，包西鐵路寨山村日，包西鐵路寨山村 隧道發(fā)生坍方，造成隧道發(fā)生坍方，造成2 2人死亡。人死亡。 2

38、0092009年年3 3月月8 8日，石武客專木蘭隧日，石武客專木蘭隧 道發(fā)生坍方，造成道發(fā)生坍方，造成2 2死死2 2傷。傷。 20092009年年3 3月月1616日，向莆鐵路寶臺山日，向莆鐵路寶臺山 隧道發(fā)生坍方，造成隧道發(fā)生坍方，造成3 3死死1 1傷。傷。 20092009年年7 7月月1919日，襄渝二線楊家溝日，襄渝二線楊家溝 隧道發(fā)生坍方，造成隧道發(fā)生坍方，造成2 2人死亡。人死亡。 59 對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，軟巖對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，軟巖 隧道災(zāi)害主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：隧道災(zāi)害主要表現(xiàn)在三個(gè)方面： 一是洞口坍方，二是掌子面變形一是洞口坍方，二是掌子面變形 坍方，三是掌子面后方坍方關(guān)門。坍方，三是掌子面后方坍方關(guān)門。 統(tǒng)計(jì)表明：洞口坍方占統(tǒng)計(jì)表