木寨嶺隧道高地應(yīng)力軟巖大變形施工情況PPT課件

1、圖圖1 1 木寨嶺隧道左右線間距圖木寨嶺隧道左右線間距圖第1頁/共23頁二、設(shè)計情況（一）工程地質(zhì)1、地層巖性 該隧道經(jīng)過的地層條件復(fù)雜，按時代由新到老分別包括了第四系、第三系、二疊系、石炭系、泥盆系等不同時代的地層。隧道洞身主要通過二疊系下統(tǒng)板巖、炭質(zhì)板巖地層。圖圖2 2 圍巖情況圍巖情況第2頁/共23頁2 2、地質(zhì)構(gòu)造 隧道位于秦嶺-昆侖緯向構(gòu)造體系，后期被祁呂賀蘭山字形構(gòu)造和茶固山帚狀構(gòu)造復(fù)合、歸并、改造。受多期次構(gòu)造復(fù)合疊加作用，褶皺斷裂發(fā)育，形成了形態(tài)各異、極其復(fù)雜的皺曲與斷層束構(gòu)造；區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造為3個背斜、2個向斜，斷層有F2區(qū)域性大斷裂及其次生的10條斷層。編號編號里程長度m編號

2、編號里程長度mF2DK174+265-DK174+550285f14-1DK180+332-DK181+266934f10DK176+700-DK176+925225f14-2DK181+823-DK182+546723f11DK177+240-DK177+540300f15DK183+052-DK183+524472f12DK177+540-DK177+700160f15-1DK185+006-DK185+548542f13DK178+718-DK178+961243f16DK188+076-DK188+294218f14DK179+922-DK180+092170合計合計4272表表1 1

3、 木寨嶺隧道斷層分布表木寨嶺隧道斷層分布表第3頁/共23頁3 3、地應(yīng)力 隧道通過區(qū)，測得最大水平主應(yīng)力方向為N34E，最大水平主應(yīng)力值為24.9527.16MPa，最小水平主應(yīng)力值為14.9516.17MPa，屬高地應(yīng)力區(qū)。最大水平主應(yīng)力方向與隧道洞軸線方向（N30EN40E）基本一致。（二）水文地質(zhì) 隧道通過區(qū)域地下水類型主要有基巖裂隙水和第四系松散堆積層孔隙水兩類，基巖裂隙水分構(gòu)造裂隙水、風(fēng)化裂隙水、層間裂隙水，具有弱承壓性。預(yù)測單洞正常涌水量為16607.9m3/d，最大涌水量為49823.7m3/d。（三）設(shè)計參數(shù)及工法1、設(shè)計參數(shù)隧道均采用曲墻帶仰拱復(fù)合式襯砌，初期支護采用噴錨支護

4、，二次襯砌采用素混凝土或鋼筋混凝土。第4頁/共23頁2 2、輔助坑道設(shè)置 全隧道設(shè)8座輔助坑道 石 咀 溝 斜 井L=985m,10%大 坪 斜 井L=1451m,10.9%大 坪 有 軌 斜 井 主 副 井L=810809m,44%43.7%南 水 溝 有 軌 斜 井 副 主 井L=777757m,42%42.6%鹿 扎 斜 井L=1850m， 11.3%大 溝 莊 斜 井L=1426m,11%大 戰(zhàn) 溝 斜 井L=1030m,11%馬 家 溝 斜 井L=930m.11.1%DyK176+560DK178+350DK180+215DK182+700DyK183+600D y K 1 8 6

5、+ 0 0 0D y K 1 8 7 + 9 0 0D y K 1 9 0 + 1 7 0DK173+280DK180+250DK182+650D K 1 9 2 + 3 7 5DyK173+280D y K 1 9 2 + 3 7 5重 慶蘭 州圖圖3 3 木寨嶺隧道及斜井布置示意圖木寨嶺隧道及斜井布置示意圖 第5頁/共23頁三、施工中遇到的主要問題（一）大變形及初期支護破壞侵限1 1、圍巖大變形 隧道開挖后圍巖變形劇烈，主要特點是累計變形量大、變形速率快、持續(xù)時間長等。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，隧道最大收斂變形達2403mm，拱頂累計下沉最大1810mm；初期速率一般在40200mm/d，最大收斂速率

6、417mm/d，最大下沉速率252mm/d。變形穩(wěn)定期在3550天，個別地段變形持續(xù)不收斂。全隧已經(jīng)施工地段的變形統(tǒng)計情況如下：第6頁/共23頁表表2 2 變形數(shù)據(jù)統(tǒng)計表變形數(shù)據(jù)統(tǒng)計表第7頁/共23頁進入F14斷層束（F14、F14-1、F14-2）以來，變形持續(xù)得不到控制，自2013年10月至2015年3月34#井的變形統(tǒng)計情況如下：表表3 3 斷層帶斷層帶變形數(shù)據(jù)統(tǒng)計表變形數(shù)據(jù)統(tǒng)計表第8頁/共23頁2 2、初期支護侵線拆換嚴重 因變形大，木寨嶺隧道初期支護侵入二次襯砌凈空嚴重，全隧共因變形侵限而進行二次開挖2158.6m，部分地段進行了3次及以上開挖，全隧及自2013年10月進入F14-1

7、及F14-2斷層區(qū)域以來34#斜井之間隧道多次開挖情況如下：工作面施工長度m一次拆換數(shù)量m比例二次拆換數(shù)量m比例三次拆換數(shù)量m比例全隧374402158.65.77%960.26%9.80.03%34#井13年10月以來3#左線80.952.265.3%22.227.4%9.824.0%3#右線108.283.877.6%1715.7%4#左線175.170.039.9%4#右線204.2112054.8%小計568.4318.055.9%39.28.6%9.82.1%表表4 4 拆換比例拆換比例表表第9頁/共23頁圖圖4 4 木寨嶺隧道初期支護變形破壞木寨嶺隧道初期支護變形破壞第10頁/共2

8、3頁（二）二次襯砌開裂破壞 經(jīng)統(tǒng)計木寨嶺隧道二次襯砌嚴重開裂共7段320m。二次襯砌開裂集中在起拱線以上，主要在拱頂范圍內(nèi)，其開裂時間短的在脫模后2-3天，長的1年以后才出現(xiàn)開裂，一般在脫模后7-15天居多。第11頁/共23頁圖圖5 5 二襯邊墻（起拱線）開裂圖二襯邊墻（起拱線）開裂圖第12頁/共23頁圖圖6 6 二襯拱頂開裂圖二襯拱頂開裂圖第13頁/共23頁（三）施工進度緩慢 經(jīng)統(tǒng)計,木寨嶺隧道平均進度41m/月，其中III級圍巖77m/月，級圍巖41m/月、V級圍巖30m/月，遠低于正常指標（級圍巖90m/月、V級圍巖60m/月）。 34#斜井之間因變形更大，初期支護侵限嚴重，造成一次及多

9、次拆換，全隧及34#井進入F14-1斷層以來進度統(tǒng)計情況如下。第14頁/共23頁表表5 5 施工進度表施工進度表地段木寨嶺隧道34#井2013年10月至今圍巖或工作面III級級V級全隧3#左線3#右線4#左線4#右線全段一般斷層最大10163575110113.835.135.65656平均77413620413.27.611.219.310.3第15頁/共23頁四、采取的主要措施（一）剩余段落情況 目前右線剩余341m，左線剩余419m，均位于嶺脊地段的34#斜井之間。 該段的特點是一是圍巖碎，地處F14斷層束內(nèi)，進口端位于F14-1斷層核心，出口端位于F14-1于F14-2斷層中間并臨近F

10、14-1斷層，圍巖軟弱、破碎、節(jié)理極發(fā)育；二是埋深大，剩余地段隧道埋深550600m之間，最大埋深612m。受構(gòu)造應(yīng)力及埋深應(yīng)力的雙層影響，在斷層破碎帶的軟弱圍巖中，施工異常困難。第16頁/共23頁圖圖7 7 木寨嶺隧道木寨嶺隧道3#-4#3#-4#井間剩余量縱切圖井間剩余量縱切圖第17頁/共23頁（二）兩種不同的理念及施工方法 鑒于進、出口兩端圍巖特性的不同，應(yīng)對高地應(yīng)力軟巖施工，采取了兩種不同的施工方法。1、以放為主、抗放結(jié)合 此種方法在進口中使用，先進行一次開挖及單層初期支護，待一次支護變形達到7090%時進行一次支護的拆除與二次開挖，開挖后施做雙層初期支護，仰拱及二次襯砌適時緊跟。 第18頁/共23頁圖圖8 8 二次全斷面開挖示