軟巖大變形隧道

軟巖大變形隧道施工(shīgōng)技術(shù)1共四十七頁(yè)烏鞘嶺隧道

嶺脊地段

復(fù)雜(fùzá)應(yīng)力條件下的變形控制技術(shù)研究2共四十七頁(yè)項(xiàng)目(xiàngmù)概況蘭新線蘭武段地理位置(dìlǐwèizhì)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。3共四十七頁(yè)項(xiàng)目(xiàngmù)概況烏鞘嶺隧道是我國(guó)鐵路史上首次(shǒucì)長(zhǎng)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4共四十七頁(yè)項(xiàng)目(xiàngmù)概況烏鞘嶺隧道設(shè)計(jì)為兩座單線隧道，單洞長(zhǎng)20050m，線間距為40m；最大埋深約1050m。烏鞘嶺隧道嶺脊F4～F7之間長(zhǎng)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(jǐyā)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

5共四十七頁(yè)烏鞘嶺隧道于2003年3月30日開工建設(shè)(jiànshè)，2006年3月30日右線隧道開通運(yùn)營(yíng)，2006年8月12日全線開通運(yùn)營(yíng)。項(xiàng)目(xiàngmù)概況6共四十七頁(yè)

國(guó)內(nèi)外隧道工程中，所遇到的擠壓大變形不良地質(zhì)(dìzhì)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(guó)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(zhǎng)。國(guó)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)(lìxiànɡ)背景

7共四十七頁(yè)從2004年4月，施工進(jìn)入于F7活動(dòng)性斷層帶、嶺脊志留系地層等地段，均發(fā)生了不同(bùtónɡ)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300～700mm。嶺脊志留系千枚巖地層區(qū)段隧道收斂變形達(dá)500～700mm。立項(xiàng)(lìxiànɡ)背景

8共四十七頁(yè)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(duì)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(duì)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(guó)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(zhǎng)(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(yāoqiú)快速施工。立項(xiàng)(lìxiànɡ)背景

9共四十七頁(yè)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀(xiànzhuàng)

1陶恩(Tauern)隧道(suìdào)1970～1975年修建于奧地利，為雙向行駛之公路隧道(單洞)，全長(zhǎng)6400m，埋深600～1000m。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(duì)擠壓性圍巖缺乏經(jīng)驗(yàn)，初期支護(hù)較弱(長(zhǎng)4m錨桿，厚25cm噴混凝土，TH36@75鋼架)。在洞壁發(fā)生大變形后，Rabcewicz采用了長(zhǎng)錨桿(6～9m)、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(duì)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。10共四十七頁(yè)2阿爾貝格(Arlberg)隧道(suìdào)阿爾貝格隧道也在奧地利，系公路隧道，全長(zhǎng)13980m。該隧道是緊接著陶恩隧道之后開工的(1974～1979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(yuánshǐ)地應(yīng)力13MPa，圍巖為千枚巖、片麻巖、含糜稜?zhēng)r的片巖綠泥石等，抗壓強(qiáng)度為1.2～2.9MPa。為防止大變形，設(shè)計(jì)時(shí)采用了強(qiáng)大的初期支護(hù)系統(tǒng)：厚20～25cm噴混凝土；可縮式@75鋼架；6m長(zhǎng)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20～35cm的支護(hù)位移，變形初速度達(dá)到4～6cm/d，最大達(dá)11.5cm/d。在增加了9～12m的長(zhǎng)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(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

11共四十七頁(yè)3惠那山(Enasan)隧道(suìdào)惠那山隧道為雙洞隧道，在日本中央公路的兩宮線上。Ⅰ號(hào)隧道先修，于1975年8月建成，全長(zhǎng)8300m，是雙向行駛(xíngshǐ)的公路隧道。后由于交通量的增加，1978年開工修建第二座隧道，即Ⅱ號(hào)隧道，該隧道全長(zhǎng)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(zhǎng)400m的長(zhǎng)平澤斷層非常軟弱，為風(fēng)化的變質(zhì)角頁(yè)巖(已粘土化)，單軸抗壓強(qiáng)度僅1.7～4.0MPa，該處埋深約400m。特別使人感興趣的是，為通過這同一條斷層，Ⅰ號(hào)隧道采用剛性支護(hù)，而Ⅱ號(hào)隧道采用新奧法的柔性支護(hù)，從而可進(jìn)行效果對(duì)比。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

12共四十七頁(yè)3惠那山(Enasan)隧道(suìdào)

Ⅰ號(hào)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(xiānhòu)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，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Ⅰ號(hào)隧道的教訓(xùn)后，Ⅱ號(hào)隧道采用新奧法柔性初期支護(hù)。其特點(diǎn)是：采用長(zhǎng)錨桿(設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為6m，施工時(shí)加長(zhǎng)到9～13.5m)；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20～25cm,最大56cm，說明長(zhǎng)錨桿發(fā)揮了作用。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

13共四十七頁(yè)14共四十七頁(yè)4家竹箐隧道(suìdào)家竹箐隧道是我國(guó)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(zhǎng)的地段內(nèi)產(chǎn)生了大變形，洞壁位移60～80cm(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(duì)大變形缺乏判斷有關(guān)，當(dāng)時(shí)(dàngshí)國(guó)內(nèi)對(duì)高地應(yīng)力擠壓性圍巖尚缺乏認(rèn)識(shí)，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(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

15共四十七頁(yè)4家竹箐隧道(suìdào)(1)改善洞形，加大邊墻曲率；(2)將預(yù)留變形量加大為45cm(拱)及25cm(墻)；(3)系統(tǒng)(xìtǒng)錨桿加長(zhǎng)為8m(后期經(jīng)應(yīng)力量測(cè)，隧底錨桿減為4～7m)；(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(chǔ)備)，兩層之間為HDPE瓦斯隔離層。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

16共四十七頁(yè)5木柵(mùshān)隧道木柵隧道位于臺(tái)灣北部第二高速公路上，隧道穿越臺(tái)北市南郊的木柵山區(qū)，全長(zhǎng)1875m，為三車道公路隧道(斷面150m2)。該隧道在通過潭灣大斷層時(shí)，發(fā)生了大變形，拱頂下沉150cm以上，邊墻(biānqiánɡ)內(nèi)擠70cm。潭灣斷層帶寬75m，與隧道斜交，大變形地段長(zhǎng)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(zhǎng)大預(yù)應(yīng)力錨索(圖2-8)。錨索長(zhǎng)15～17m，預(yù)拉力50t，但隧底采用長(zhǎng)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(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

17共四十七頁(yè)圖2-8臺(tái)灣木柵隧道(suìdào)預(yù)應(yīng)力錨索示意5木柵(mùshān)隧道國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

18共四十七頁(yè)19共四十七頁(yè)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀(xiànzhuàng)

(1)先行導(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(bǎochí)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、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

20共四十七頁(yè)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀(xiànzhuàng)

(1)大剛度支護(hù)和襯砌結(jié)構(gòu)采用掌子面超前長(zhǎng)大錨桿和周邊系統(tǒng)(xìtǒng)長(zhǎng)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

21共四十七頁(yè)總體(zǒngtǐ)思路

工程(gōngchéng)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(chǎng)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(chǎng)拓展分析地應(yīng)力測(cè)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(cè)試支護(hù)壓力、應(yīng)力測(cè)試施工力學(xué)行為分析耐久性評(píng)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(chǎng)試驗(yàn)技術(shù)路線圖22共四十七頁(yè)主要技術(shù)(jìshù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

1.掌握(zhǎngwò)了區(qū)段復(fù)雜地應(yīng)力場(chǎng)的形態(tài)與特點(diǎn)

烏鞘嶺隧道F4～F7斷層區(qū)段應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，屬于復(fù)雜（高）地應(yīng)力區(qū)段。1主要技術(shù)內(nèi)容23共四十七頁(yè)主要技術(shù)(jìshù)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(wùlǐ)力學(xué)指標(biāo)1主要技術(shù)內(nèi)容24共四十七頁(yè)主要技術(shù)內(nèi)容(nèiróng)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)(lìxué)指標(biāo)1主要技術(shù)內(nèi)容25共四十七頁(yè)主要技術(shù)內(nèi)容(nèiróng)及創(chuàng)新點(diǎn)

3.確定(quèdìng)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(dòng)性斷層地段推薦采用圓形斷面形式、中長(zhǎng)錨桿、大剛度的多層支護(hù)，分期施作，合理預(yù)留每層變形量，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26共四十七頁(yè)主要技術(shù)內(nèi)容(nèiróng)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(duànmiàn)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27共四十七頁(yè)主要(zhǔyào)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(shīgōng)大變形的機(jī)理和成因處于高及極高地應(yīng)力場(chǎng)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0.031～0.063），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(cè)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(zhǎng)。1主要技術(shù)內(nèi)容28共四十七頁(yè)主要(zhǔyào)技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

5.建立了大變形(biànxíng)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(biànxíng)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)應(yīng)的防治措施1主要技術(shù)內(nèi)容29共四十七頁(yè)主要技術(shù)內(nèi)容(nèiróng)及創(chuàng)新點(diǎn)

5.建立了大變形(biànxíng)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(biànxíng)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)應(yīng)的防治措施大變形的等級(jí)ⅠⅡⅢ相對(duì)變形(%)3～55～8＞8強(qiáng)度應(yīng)力比0.5～0.250.25～0.15＜0.15原始地應(yīng)力(MPa)5～1010～15＞15彈性模量(MPa)2000～15001500～1000＜1000綜合系數(shù)α60～3030～15＜15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(zhǎng)；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(zhǎng)；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(zhǎng)；一般支護(hù)開裂或破損很嚴(yán)重1主要技術(shù)內(nèi)容30共四十七頁(yè)主要技術(shù)內(nèi)容(nèiróng)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)(xìshù)為標(biāo)準(zhǔn)的大變形分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)應(yīng)的防治措施

施工變形控制基準(zhǔn)及防治措施位移管理基準(zhǔn)

項(xiàng)目變形管理等級(jí)ⅠⅡⅢ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31共四十七頁(yè)主要(zhǔyào)技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

5.建立(jiànlì)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)應(yīng)的防治措施措施內(nèi)容大變形的等級(jí)ⅠⅡⅢ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(zhǎng)錨桿—可采用可采用H型鋼——可采用預(yù)留變形量(mm)150～250250～350350～400多重、分次支護(hù)－可采用可采用二次襯砌鋼筋混凝土采用采用采用施工加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)采用采用采用短臺(tái)階、弱爆破、早封閉采用采用采用循環(huán)進(jìn)尺(m)2～2.51～20.5～11主要技術(shù)內(nèi)容32共四十七頁(yè)主要技術(shù)內(nèi)容(nèiróng)及創(chuàng)新點(diǎn)

6.形成了復(fù)雜（高）應(yīng)力(yìnglì)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+503～DK176+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100～150mm，擴(kuò)挖的收斂變形為250～300mm。為采用臺(tái)階法一次建成收斂變形的70～75%。

1主要技術(shù)內(nèi)容33共四十七頁(yè)主要(zhǔyào)技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

6.形成了復(fù)雜（高）應(yīng)力(yìnglì)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500～700mm，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150～350mm，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34共四十七頁(yè)主要(zhǔyào)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(shīgōng)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(dòng)斷層地段襯砌前的初期支護(hù)收斂變形速率平均為3～6mm，此時(shí)二次襯砌承擔(dān)圍巖壓力25%～45%，二次襯砌的收斂變形為2～21mm，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(yíng)正常。

1主要技術(shù)內(nèi)容35共四十七頁(yè)主要技術(shù)內(nèi)容(nèiróng)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(biànxíng)的快速施工方法4控制大變形的施工方法針對(duì)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(zhǎng)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合控制技術(shù)。

1主要技術(shù)內(nèi)容36共四十七頁(yè)主要技術(shù)(jìshù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

7、首次開展了高地應(yīng)力軟弱(ruǎnruò)圍巖施工動(dòng)態(tài)管理1主要技術(shù)內(nèi)容37共四十七頁(yè)主要(zhǔyào)技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

8、首次在國(guó)內(nèi)隧道開展了系統(tǒng)三維位移(wèiyí)測(cè)試及分析采用在三維測(cè)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(cè)值，來計(jì)算各斷面位于拱部測(cè)點(diǎn)處的位移向量方位角α并作出隨斷面里程的隧道位移向量方位趨勢(shì)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(cè)試地段巖體剛度的變化狀況，并通過與隧道開挖揭露出的圍巖地質(zhì)狀況進(jìn)行對(duì)比分析。1主要技術(shù)內(nèi)容38共四十七頁(yè)主要技術(shù)內(nèi)容(nèiróng)及創(chuàng)新點(diǎn)

9.對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)安全性、可靠性和耐久性進(jìn)行(jìnxíng)了系統(tǒng)研究分析經(jīng)隧道位移反分析成果、實(shí)測(cè)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39共四十七頁(yè)主要(zhǔyào)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(dòng)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(dòng)性斷層的長(zhǎng)度，并委托國(guó)內(nèi)最具權(quán)威的機(jī)構(gòu)，從定性、定量上查明了該斷層的活動(dòng)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(biànxíng)量、分段吸收活動(dòng)性斷層變形(biànxíng)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(guó)內(nèi)外罕遇的、長(zhǎng)達(dá)827m的長(zhǎng)大活動(dòng)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(guó)內(nèi)外罕遇的工程活動(dòng)性斷層的工程范例40共四十七頁(yè)主要(zhǔyào)技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

通過(tōngguò)地應(yīng)力實(shí)測(cè)和拓展分析，掌握了嶺脊地段復(fù)雜地應(yīng)力場(chǎng)的形態(tài)和特征，通過(tōngguò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、原位測(cè)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(jí)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(jí)和位移控制基準(zhǔn)、復(fù)雜（高）應(yīng)力條件下控制大變形快速施工方法的系統(tǒng)技術(shù)。2創(chuàng)新點(diǎn)2、有效控制了嶺脊地段長(zhǎng)大段落軟弱圍巖大變形，形成了復(fù)雜（高）地應(yīng)力條件下的軟弱圍巖控制大變形的系統(tǒng)技術(shù)41共四十七頁(yè)主要(zhǔyào)技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

提出隧道總變形、實(shí)測(cè)變形、彈性(tánxìng)變形、前期丟失位移和極限位移的確定方法，給出了位移和位移速率控制的二次襯砌時(shí)機(jī)和位移