軟巖大變形隧道教學(xué)課件

1、1軟巖大變形隧道施工技術(shù)1軟巖大變形隧道施工技術(shù)2烏鞘嶺隧道 嶺脊地段復(fù)雜應(yīng)力條件下的變形控制技術(shù)研究2烏鞘嶺隧道 嶺脊地段復(fù)雜應(yīng)力條件下的變形控制技術(shù)研究第3頁項(xiàng)目概況蘭新線蘭武段地理位置示意圖烏鞘嶺隧道位于蘭新鐵路蘭州至武威段，是新疆和甘肅河西地區(qū)通往內(nèi)地的主要鐵路通道，是亞歐大陸橋的重要組成部分。第3頁項(xiàng)目概況蘭新線蘭武段地理位置示意圖烏鞘嶺隧道位于蘭新鐵第4頁項(xiàng)目概況烏鞘嶺隧道是我國鐵路史上首次長度突破20km、工期緊、輔助坑道多、是采用鉆爆法施工進(jìn)度最快的一條鐵路隧道。烏鞘嶺隧道地理位置示意圖第4頁項(xiàng)目概況烏鞘嶺隧道是我國鐵路史上首次長度突破20km、第5頁項(xiàng)目概況烏鞘嶺隧道設(shè)計(jì)為兩

2、座單線隧道，單洞長20050m，線間距為40m；最大埋深約1050m。烏鞘嶺隧道嶺脊F4F7之間長約7km ，分布有四條大的區(qū)域性斷層，為由四條區(qū)域性大斷層組成的寬大“擠壓構(gòu)造帶”，工程地質(zhì)及地應(yīng)力情況非常復(fù)雜，施工中發(fā)生不同程度的大變形，尤其是F7 和志留系地段。F7斷層 F4斷層 F6斷層 F5斷層 第5頁項(xiàng)目概況烏鞘嶺隧道設(shè)計(jì)為兩座單線隧道，單洞長20050第6頁烏鞘嶺隧道于2003年3月30日開工建設(shè)，2006年3月30日右線隧道開通運(yùn)營，2006年8月12日 全線開通運(yùn)營。項(xiàng)目概況第6頁烏鞘嶺隧道于2003年3月30日開工建設(shè)，2006年3第7頁 國內(nèi)外隧道工程中，所遇到的擠壓大變形

3、不良地質(zhì)問題較多，如奧地利的陶恩隧道、阿爾貝格隧道、日本的惠那山隧道，國內(nèi)的家竹菁隧道和大寨嶺隧道等，其共同特點(diǎn)是圍巖軟弱、地應(yīng)力較高、壓強(qiáng)比高、變形大、變形時(shí)間長。國內(nèi)外尚未形成擠壓大變形機(jī)理及復(fù)雜應(yīng)力變形控制技術(shù)的理論體系。 立項(xiàng)背景 第7頁 國內(nèi)外隧道工程中，所遇到的擠壓大變形不良地質(zhì)問第8頁從2004年4月，施工進(jìn)入于F7活動性斷層帶、嶺脊志留系地層等地段，均發(fā)生了不同程度的大變形，有的初期支護(hù)侵入二次襯砌限界，有的噴混凝土破損開裂擠入、鋼架扭曲變形、甚至發(fā)生坍塌等，安全風(fēng)險(xiǎn)倍增， 施工嚴(yán)重受阻。F7斷層最大拱頂下沉和水平收斂分別達(dá)1209mm和1053mm，一般300700mm。嶺脊

4、志留系千枚巖地層區(qū)段隧道收斂變形達(dá)500700mm。立項(xiàng)背景 第8頁從2004年4月，施工進(jìn)入于F7活動性斷層帶、嶺脊志留第9頁因此，開展“烏鞘嶺隧道嶺脊地段復(fù)雜應(yīng)力條件下的變形控制技術(shù)研究”課題，為該區(qū)段處理對策、安全施工及設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持具有重要現(xiàn)實(shí)意義，為豐富擠壓變形成因、處理對策及復(fù)雜應(yīng)力條件下變形控制技術(shù)理論體系具有深遠(yuǎn)意義。烏鞘嶺隧道大變形與國內(nèi)外典型大變形隧道相比，具以下特點(diǎn)： （1）大變形區(qū)段最長(7587m) （2）圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比最低(0.031 0.063) （3）地質(zhì)條件最復(fù)雜，具復(fù)雜和極高地應(yīng)力條件 （4）隧道貫通工期僅2.5年（右線開通工期3年），要求快速施工。立項(xiàng)背

5、景 第9頁因此，開展“烏鞘嶺隧道嶺脊地段復(fù)雜應(yīng)力條件下的變形控制第10頁國內(nèi)外現(xiàn)狀 1陶恩(Tauern)隧道19701975年修建于奧地利，為雙向行駛之公路隧道(單洞)，全長6400m，埋深6001000m。新奧法的鼻祖Rabcewicz教授親自主持該隧道的設(shè)計(jì)并參加施工。該隧道施工中在千枚巖和綠泥石地段發(fā)生了大變形，產(chǎn)生了50cm(一般)及120cm(最大)的位移，最大位移速度達(dá)20cm/d，是世界上第一座知名的大變形隧道。由于在陶恩隧道設(shè)計(jì)時(shí)對擠壓性圍巖缺乏經(jīng)驗(yàn)，初期支護(hù)較弱(長4m錨桿，厚25cm噴混凝土，TH3675鋼架)。在洞壁發(fā)生大變形后，Rabcewicz采用了長錨桿(69m)

6、、可縮鋼架以及噴層預(yù)留縱縫等加強(qiáng)措施(這些措施至今仍在沿用)，對洞壁已侵入模注混凝土凈空部位進(jìn)行了危險(xiǎn)的擴(kuò)挖作業(yè)，據(jù)說工程非常艱難，但最后仍取得了成功。第10頁國內(nèi)外現(xiàn)狀 1陶恩(Tauern)隧道197019第11頁2阿爾貝格(Arlberg)隧道 阿爾貝格隧道也在奧地利，系公路隧道，全長13980m。該隧道是緊接著陶恩隧道之后開工的(19741979年)，設(shè)計(jì)時(shí)已吸收了陶恩隧道的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，所以雖然也是擠壓性圍巖隧道，但支護(hù)變形較小，施工較為順利。 隧道最大埋深740m，原始地應(yīng)力13MPa，圍巖為千枚巖、片麻巖、含糜稜巖的片巖綠泥石等，抗壓強(qiáng)度為1.22.9MPa。為防止大變形，設(shè)計(jì)時(shí)采用

7、了強(qiáng)大的初期支護(hù)系統(tǒng)：厚2025cm噴混凝土；可縮式75鋼架；6m長的125cm錨桿。雖然如此，在局部地質(zhì)較壞(巖層走向與隧道平行且有地下水)的地段，仍產(chǎn)生了2035cm的支護(hù)位移，變形初速度達(dá)到46cm/d ，最大達(dá)11.5cm/d。在增加了912m的長錨桿后，使變形初速度降為5cm/d。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每延米隧道錨桿用量達(dá)420m。國內(nèi)外現(xiàn)狀 第11頁2阿爾貝格(Arlberg)隧道 阿爾貝格隧道第12頁3惠那山(Enasan)隧道 惠那山隧道為雙洞隧道，在日本中央公路的兩宮線上。號隧道先修，于1975 年8 月建成，全長8300m，是雙向行駛的公路隧道。后由于交通量的增加，1978年開工修建第二

8、座隧道，即號隧道，該隧道全長8635m，于1985年建成。這兩座隧道平行，通過的地層是一樣的，其中有一個(gè)長400m的長平澤斷層非常軟弱，為風(fēng)化的變質(zhì)角頁巖(已粘土化)，單軸抗壓強(qiáng)度僅1.74.0MPa，該處埋深約400m。特別使人感興趣的是，為通過這同一條斷層，號隧道采用剛性支護(hù)，而號隧道采用新奧法的柔性支護(hù)，從而可進(jìn)行效果對比。國內(nèi)外現(xiàn)狀 第12頁3惠那山(Enasan)隧道 惠那山隧道為雙洞隧道，第13頁3惠那山(Enasan)隧道 號隧道采用的斷面型式如圖2-6。主洞開挖時(shí)先以0.8m間距安設(shè)重型鋼架(H250)并輔以襯板，先后澆注二層模筑混凝土。由于變形很快而且數(shù)值大，鋼架被大量破壞，

9、因此在澆注第二層混凝土?xí)r又補(bǔ)充了H200鋼架(0.8m)。值得注意的是，雖然模筑混凝土襯砌總厚1.2m，而且加入了大量的重型鋼架，襯砌仍然發(fā)生了大規(guī)模的開裂，最后不得不用鋼纖維加筋混凝土來反復(fù)修補(bǔ)。 吸收了號隧道的教訓(xùn)后，號隧道采用新奧法柔性初期支護(hù)。其特點(diǎn)是：采用長錨桿(設(shè)計(jì)長度為6m，施工時(shí)加長到913.5m)；預(yù)留變形量(上半部為50cm，下半部為30cm)； 鋼纖維噴混凝土(厚25cm)及可縮式鋼架；二次襯砌為45cm厚的素混凝土。隧道斷面見圖2-7，最終發(fā)生的初期支護(hù)位移為2025cm,最大56cm，說明長錨桿發(fā)揮了作用。國內(nèi)外現(xiàn)狀 第13頁3惠那山(Enasan)隧道 號隧道采用的

10、斷面第14頁第14頁第15頁4家竹箐隧道家竹箐隧道是我國南昆鐵路上的著名險(xiǎn)洞(單線鐵路隧道)，以高瓦斯、高地應(yīng)力、大涌水而著稱。由于煤系地段軟弱(Rb=1.7MPa)，且地應(yīng)力較高(16.09MPa)，在390m長的地段內(nèi)產(chǎn)生了大變形，洞壁位移6080cm(最大160cm)，拱頂下沉接近100cm。之所以變形這么大，與設(shè)計(jì)階段對大變形缺乏判斷有關(guān)，當(dāng)時(shí)國內(nèi)對高地應(yīng)力擠壓性圍巖尚缺乏認(rèn)識，以為只是一般的軟弱地層，故只采用了一般標(biāo)準(zhǔn)的初期支護(hù)(這一點(diǎn)和陶恩隧道相似)。施工中的變更設(shè)計(jì)是：國內(nèi)外現(xiàn)狀 第15頁4家竹箐隧道家竹箐隧道是我國南昆鐵路上的著名險(xiǎn)洞(單第16頁4家竹箐隧道(1)改善洞形，加大

11、邊墻曲率；(2)將預(yù)留變形量加大為45cm(拱)及25cm(墻)；(3)系統(tǒng)錨桿加長為8m(后期經(jīng)應(yīng)力量測，隧底錨桿減為47m)；(4)噴混凝土加厚(初噴20cm，復(fù)噴15cm)，設(shè)三道縱縫；(5)鋼架改為U29可縮式；(6)雙層模注混凝土襯砌，其中外層為55cm鋼纖維配筋混凝土(主要受力結(jié)構(gòu)) ，內(nèi)層為25cm鋼纖維混凝土(安全儲備) ，兩層之間為HDPE瓦斯隔離層。國內(nèi)外現(xiàn)狀 第16頁4家竹箐隧道(1)改善洞形，加大邊墻曲率；國內(nèi)外現(xiàn)狀第17頁5木柵隧道 木柵隧道位于臺灣北部第二高速公路上，隧道穿越臺北市南郊的木柵山區(qū)，全長1875m，為三車道公路隧道(斷面150m2)。該隧道在通過潭灣大

12、斷層時(shí)，發(fā)生了大變形，拱頂下沉150cm以上，邊墻內(nèi)擠70cm。 潭灣斷層帶寬75m，與隧道斜交，大變形地段長205m。由于初期僅采用常規(guī)的錨噴支護(hù)，故產(chǎn)生了嚴(yán)重的大變形。該隧道變形整治有一個(gè)特色，即應(yīng)用了長大預(yù)應(yīng)力錨索(圖2-8)。錨索長1517m，預(yù)拉力50t，但隧底采用長為9m之一般錨桿。通過錨索孔及錨桿孔向地層注漿加固圍巖，而強(qiáng)大的錨索及錨桿使隧道趨于穩(wěn)定。國內(nèi)外現(xiàn)狀 第17頁5木柵隧道 木柵隧道位于臺灣北部第二高速公路上第18頁圖2-8臺灣木柵隧道預(yù)應(yīng)力錨索示意5木柵隧道國內(nèi)外現(xiàn)狀 第18頁圖2-8臺灣木柵隧道預(yù)應(yīng)力錨索示意5木柵隧道國內(nèi)外第19頁第19頁第20頁國內(nèi)外現(xiàn)狀 (1)先

13、行導(dǎo)坑法，概念上是通過導(dǎo)坑發(fā)生先行位移，結(jié)果是推遲了支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置時(shí)間，從而減輕了作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的地壓。(2)多重支護(hù)方法，在掌子面先設(shè)置第一層支護(hù)，而后在距掌子面后方3.0D以上的位置設(shè)置第二層支護(hù)，使隧道穩(wěn)定的方法，基本上是不進(jìn)行頂替的方法。本方法的概念是一次支護(hù)發(fā)生屈服，但因設(shè)置二次支護(hù)，地壓和支護(hù)反力得到平衡。(3)可縮式支護(hù)方法，隧道開挖后及時(shí)施作支護(hù)，防止圍巖松弛，隧道圍巖壓力增大，通過可縮式錨桿、可縮鋼架等支護(hù)體系可形成更大的變形，釋放圍巖壓力，保持支護(hù)結(jié)構(gòu)完整的圍巖壓力與支護(hù)抗力平衡。(4)分階段綜合控制法,系統(tǒng)錨桿和補(bǔ)強(qiáng)錨桿圍巖加固，用錨桿分階段控制圍巖部分位移。同時(shí)鋼架、

14、分層噴射混凝土支護(hù)，分層施作二次襯砌。6隧道大變形控制設(shè)計(jì)理念3、柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念 第20頁國內(nèi)外現(xiàn)狀 (1)先行導(dǎo)坑法，概念上是通過導(dǎo)坑發(fā)第21頁國內(nèi)外現(xiàn)狀 (1)大剛度支護(hù)和襯砌結(jié)構(gòu) 采用掌子面超前長大錨桿和周邊系統(tǒng)長大錨桿、大型鋼架和大厚度噴射混凝土支護(hù)。該方法采用剛性更大的支護(hù)結(jié)構(gòu)，來控制位移。也有在掌子面附近3m左右，澆注仰拱，甚至模筑混凝土結(jié)構(gòu)到達(dá)早期閉合的工例。(2)大范圍圍巖加固法 采用超前注漿或旋噴支護(hù)，深孔大范圍注漿加固補(bǔ)強(qiáng)隧道周邊和掌子面前方的圍巖，力求在減輕支護(hù)土壓的同時(shí)，使掌子面附近早期閉合而控制位移的方法。6隧道大變形控制設(shè)計(jì)理念3、剛性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念 第21頁國內(nèi)外

15、現(xiàn)狀 (1)大剛度支護(hù)和襯砌結(jié)構(gòu)6隧道大變第22頁總體思路 工程勘察、初步設(shè)計(jì)大變形機(jī)理分析高地應(yīng)力軟巖大變形控制技術(shù)地應(yīng)力場研究圍巖工程特性大變形控制快速施工技術(shù)大變形控制設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)地應(yīng)力場拓展分析地應(yīng)力測試位移反分析圍巖物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)圍巖流變特性分析選擇試驗(yàn)結(jié)構(gòu)形式支護(hù)結(jié)構(gòu)受力分析常規(guī)變形測試支護(hù)壓力、應(yīng)力測試施工力學(xué)行為分析耐久性評價(jià) 結(jié)構(gòu)安全性、可靠性、大變形、支護(hù)侵限、施工嚴(yán)重受阻理論分析現(xiàn)場試驗(yàn)技術(shù)路線圖 第22頁總體思路 工程勘察、初步設(shè)計(jì)大變形機(jī)理分析高地應(yīng)力第23頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 1.掌握了區(qū)段復(fù)雜地應(yīng)力場的形態(tài)與特點(diǎn) 烏鞘嶺隧道F4F7斷層區(qū)段應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，屬于復(fù)

16、雜（高）地應(yīng)力區(qū)段。1主要技術(shù)內(nèi)容第23頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 1.掌握了區(qū)段復(fù)雜地應(yīng)力場的形第24頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 2.提出了復(fù)雜（高）地應(yīng)力區(qū)段軟弱軟弱圍巖物理力學(xué)指標(biāo) 1主要技術(shù)內(nèi)容第24頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 2.提出了復(fù)雜（高）地應(yīng)力區(qū)段第25頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 2.提出了復(fù)雜（高）地應(yīng)力區(qū)段軟弱軟弱圍巖物理力學(xué)指標(biāo) 1主要技術(shù)內(nèi)容第25頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 2.提出了復(fù)雜（高）地應(yīng)力區(qū)段第26頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 3.確定了復(fù)雜（高）地應(yīng)力區(qū)段隧道斷面形式和支護(hù)、結(jié)構(gòu)參數(shù) F7工程活動性斷層地段推薦采用圓形斷面形式、中長錨桿、大剛度的多層支護(hù)，分期施作，合理預(yù)留每層變

17、形量，先讓后抗，鋼筋混凝土二次襯砌； 嶺脊志留系千枚巖地層采用橢圓形斷面形式、初期支護(hù)采用大剛度型鋼支護(hù)、加大預(yù)留變形量，二次襯砌采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并適當(dāng)提前施做。1主要技術(shù)內(nèi)容第26頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 3.確定了復(fù)雜（高）地應(yīng)力區(qū)段第27頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 3.確定了復(fù)雜（高）地應(yīng)力區(qū)段隧道斷面形式和支護(hù)、結(jié)構(gòu)參數(shù) F7斷層圓形斷面嶺脊志留系橢圓形斷面1主要技術(shù)內(nèi)容第27頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 3.確定了復(fù)雜（高）地應(yīng)力區(qū)段第28頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 4.掌握了烏鞘嶺隧道嶺脊地段施工大變形的機(jī)理和成因 處于高及極高地應(yīng)力場中的薄層破碎、軟弱圍巖在高地應(yīng)力作用下（強(qiáng)度應(yīng)力比0.03

18、10.063），圍巖擠壓緊密，開挖時(shí)擠入變形是導(dǎo)致隧道產(chǎn)生大變形的主要原因。根據(jù)實(shí)測變形時(shí)態(tài)曲線和圍巖壓力時(shí)態(tài)曲線，應(yīng)用蠕變模型反演巖石流變參數(shù)，高地應(yīng)力軟巖區(qū)段具有顯著的流變特性。隧道施工變形大、變形速率快、收斂持續(xù)長。1主要技術(shù)內(nèi)容第28頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 4.掌握了烏鞘嶺隧道嶺脊地第29頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 5.建立了大變形隧道的位移控制基準(zhǔn)，提出了以綜合系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)的大變形分級標(biāo)準(zhǔn)及對應(yīng)的防治措施1主要技術(shù)內(nèi)容第29頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 5.建立了大變形隧道的位移第30頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 5.建立了大變形隧道的位移控制基準(zhǔn)，提出了以綜合系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)的大變形分級標(biāo)準(zhǔn)及對應(yīng)的防治措

19、施大變形的等級相對變形(%)35588強(qiáng)度應(yīng)力比0.50.250.250.150.15原始地應(yīng)力(MPa)510101515彈性模量(MPa)20001500150010001000 綜合系數(shù)6030301515圍巖及支護(hù)特征開挖后洞壁圍巖位移較大，持續(xù)時(shí)間較長；一般支護(hù)開裂或破損較嚴(yán)重開挖后圍巖位移大，持續(xù)時(shí)間長；一般支護(hù)開裂或破損嚴(yán)重開挖后圍巖位移很大，持續(xù)時(shí)間很長；一般支護(hù)開裂或破損很嚴(yán)重1主要技術(shù)內(nèi)容第30頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 5.建立了大變形隧道的位移第31頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 5.建立了大變形隧道的位移控制基準(zhǔn)，提出了以綜合系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)的大變形分級標(biāo)準(zhǔn)及對應(yīng)的防治措施 施工變形控

20、制基準(zhǔn)及防治措施 位移管理基準(zhǔn) 項(xiàng)目變形管理等級變形管理變形速率比例5%5%10%10%施工狀態(tài)可正常施工應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)或二次襯砌停工，并及時(shí)采取加固措施1主要技術(shù)內(nèi)容第31頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 5.建立了大變形隧道的位移第32頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 5.建立了大變形隧道的位移控制基準(zhǔn)，提出了以綜合系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)的大變形分級標(biāo)準(zhǔn)及對應(yīng)的防治措施措施內(nèi)容大變形的等級設(shè)計(jì)改善洞室形狀可采用采用初期支護(hù)錨桿、鋼架、網(wǎng)、噴聯(lián)合支護(hù)采用采用采用噴砼中摻鋼纖維必要時(shí)采用必要時(shí)采用補(bǔ)強(qiáng)長錨桿可采用可采用H型鋼可采用預(yù)留變形量(mm)150250250350350400多重、分次支護(hù)可采用可采用二次襯砌鋼筋混凝土采

21、用采用采用施工加強(qiáng)監(jiān)控量測采用采用采用短臺階、弱爆破、早封閉采用采用采用循環(huán)進(jìn)尺(m)22.5120.511主要技術(shù)內(nèi)容第32頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 5.建立了大變形隧道的位移第33頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 6.形成了復(fù)雜（高）應(yīng)力條件下控制隧道大變形的快速施工方法 1利用導(dǎo)坑進(jìn)行應(yīng)力釋放 在埋深最大DK175+503DK176+898地段，利用左線隧道位置的平行導(dǎo)坑釋放應(yīng)力。平行導(dǎo)坑的收斂變形為100150mm，擴(kuò)挖的收斂變形為250300mm。為采用臺階法一次建成收斂變形的7075%。 1主要技術(shù)內(nèi)容第33頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 6.形成了復(fù)雜（高）應(yīng)力條第34頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 6.形

22、成了復(fù)雜（高）應(yīng)力條件下控制隧道大變形的快速施工方法 2多重支護(hù)控制應(yīng)力釋放 F7斷層施工前期，隧道變形一般為500700mm，最大日變形量為40mm/d左右，并發(fā)生侵限現(xiàn)象。采用多重支護(hù)法施工，邊讓邊抗，隧道變形為150350mm，最大日變形為20mm/d左右，初期支護(hù)變形得到有效控制。1主要技術(shù)內(nèi)容第34頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 6.形成了復(fù)雜（高）應(yīng)力條第35頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 6.形成了復(fù)雜（高）應(yīng)力條件下控制隧道大變形的快速施工方法 3適時(shí)施作二襯控制應(yīng)力釋放 烏鞘嶺隧道嶺脊千枚巖地段、F7工程活動斷層地段襯砌前的初期支護(hù)收斂變形速率平均為36mm，此時(shí)二次襯砌承擔(dān)圍巖壓力25%4

23、5%，二次襯砌的收斂變形為221mm，隧道結(jié)構(gòu)均加強(qiáng)為鋼筋混凝土襯砌。目前襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，運(yùn)營正常。 1主要技術(shù)內(nèi)容第35頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 6.形成了復(fù)雜（高）應(yīng)力條第36頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 6.形成了復(fù)雜（高）應(yīng)力條件下控制隧道大變形的快速施工方法 4控制大變形的施工方法 針對烏鞘嶺隧道高地應(yīng)力軟弱圍巖變形的實(shí)際情況，提出了“短開挖、快封閉、強(qiáng)支護(hù)、快速成環(huán)、二襯適時(shí)緊跟”施工原則。首先選擇合理的斷面形狀，留足預(yù)留變形量，超前支護(hù)，中等長度系統(tǒng)錨桿和少量補(bǔ)強(qiáng)錨桿加固圍巖，多重支護(hù)或一次大剛度支護(hù)，適當(dāng)提高襯砌剛度和提前施作襯砌。采用小導(dǎo)坑釋放應(yīng)力、快開挖、快支護(hù)和快封閉的擠壓大變形綜

24、合控制技術(shù)。 1主要技術(shù)內(nèi)容第36頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 6.形成了復(fù)雜（高）應(yīng)力條第37頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 7、首次開展了高地應(yīng)力軟弱圍巖施工動態(tài)管理 1主要技術(shù)內(nèi)容第37頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 7、首次開展了高地應(yīng)力軟弱第38頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 8、首次在國內(nèi)隧道開展了系統(tǒng)三維位移測試及分析采用在三維測試斷面相距前方開挖面約1.0倍洞室跨度時(shí)的縱向位移和豎直位移量測值，來計(jì)算各斷面位于拱部測點(diǎn)處的位移向量方位角并作出隨斷面里程的隧道位移向量方位趨勢線，分別呈現(xiàn)出F7斷層后期施工地段和板巖夾千枚巖地段在開挖前后的地層反應(yīng)特性和變形特征，反映了測試地段巖體剛度的變化狀況，并通過與隧道開

25、挖揭露出的圍巖地質(zhì)狀況進(jìn)行對比分析。1主要技術(shù)內(nèi)容第38頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 8、首次在國內(nèi)隧道開展了系第39頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 9. 對襯砌結(jié)構(gòu)安全性、可靠性和耐久性進(jìn)行了系統(tǒng)研究分析經(jīng)隧道位移反分析成果、實(shí)測荷載的結(jié)構(gòu)安全性分析和考慮時(shí)間效應(yīng)的結(jié)構(gòu)安全性分析，襯砌結(jié)構(gòu)安全、洞室穩(wěn)定，襯砌結(jié)構(gòu)耐久性滿足設(shè)計(jì)使用壽命。1主要技術(shù)內(nèi)容第39頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 9. 對襯砌結(jié)構(gòu)安全性、可第40頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 在線路方案合理比選范圍內(nèi)，越嶺隧道無法繞避F7活動性斷層的情況下，通過反復(fù)優(yōu)化線路位置，盡量縮短了隧道通過活動性斷層的長度，并委托國內(nèi)最具權(quán)威的機(jī)構(gòu)，從定性、定量上查明了該斷

26、層的活動性要素。在此基礎(chǔ)上，選擇抗震能力高的圓形斷面結(jié)構(gòu)；通過采用預(yù)留變形量、分段吸收活動性斷層變形和釋放地震潛能結(jié)構(gòu)形式、預(yù)留補(bǔ)強(qiáng)空間和可調(diào)整的整體道床軌下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，大幅提高了隧道結(jié)構(gòu)的抗震能力，創(chuàng)造了以隧道穿越國內(nèi)外罕遇的、長達(dá)827m的長大活動性斷層的工程范例。2創(chuàng)新點(diǎn)1、創(chuàng)造了重大工程穿越國內(nèi)外罕遇的工程活動性斷層的工程范例第40頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 在線路方案合理比選范圍內(nèi)，第41頁主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 通過地應(yīng)力實(shí)測和拓展分析，掌握了嶺脊地段復(fù)雜地應(yīng)力場的形態(tài)和特征，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、原位測試和位移反演分析等手段，提出了嶺脊軟弱破碎圍巖物理力學(xué)指標(biāo)。據(jù)此，確定了嶺脊復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的斷面形式和結(jié)構(gòu)支護(hù)參數(shù)；提出了復(fù)雜（高）地應(yīng)力條件下控制大變形的快速施工方法，有效控制了嶺脊地段大變形；提出了以綜合系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)的大變形分級標(biāo)準(zhǔn)和位移控制基準(zhǔn)；形成以理論分析、設(shè)計(jì)、大變形分級和位移控制基準(zhǔn)、復(fù)雜（高）