高地应力软岩隧道大变形控制技术

高地应力软岩隧道大变形控制技术第一章乌鞘岭隧道简况

乌鞘岭隧道设计为两座平行的单线隧道，两线间距40m，隧道长20.05km，基本为直线隧道；隧道洞身最大埋深1100m左右。右线隧道总工期2.5年。隧道所经地层岩性复杂，分布主要受区域断裂构造控制。主要有第四系、第三系、白垩系、三叠系、志留系、奥陶系等，并伴有加里东晚期的侵入。

隧道衬砌结构采用复合式衬砌，在本隧道最大的F7活动性断层地段(宽度800m)，考虑断层活动性及岩体十分破碎，按圆形结构断面(图1-1)进行设计；图1-1F7断层圆形断面

其他地段根据围岩性质隧道采用椭圆形断面(图1-2)。图1-2椭圆形断面

隧道辅助坑道设计按工期为2.5年考虑，设置有13座斜井和1座竖井的施工方案，在施工中又结合施组安排，又增加一座竖井(主要用于通风)和一座横洞，在2004年4月F7断层，又增设左、右线迂回导坑。

隧道最大埋深约1100m，在岭脊约7km范围分布由四条区域性大断层组成的宽大“挤压构造带”，地应力情况十分复杂。在岭脊地段埋深较大，岩性复杂，岩质相对较软。隧道施工中，在四条区域大断裂范围内的辅助坑道和正洞，特别在F4和F7断层及影响带、志留系板岩夹千枚岩地层，围岩破碎，洞室自稳能力极差，均发生过较为严重的变形。第二章

大变形机理

是指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著的裂隙岩体或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层，单轴抗压强度小于25MPa的岩石。2.1高地应力、软岩的概念(1)软岩

高地应力是一个相对的概念，它是相对于围岩强度(Rb)而言的。也就是说，当围岩内部的最大地应力σmax与围岩强度的比值Rb/σmax达到某一水平时，才能称为高地应力或极高应力，即：(2)高地应力围岩强度应力比=(2-1)

各类围岩在正常施工条件下都会产生一定的变形，隧道施工规范、新奥法指南及衬砌标准设计等对各类围岩及各种支护结构都规定有不同的预留变形量以容纳这些变形。2.2隧道大变形的概念

围岩变形量超过正常规定(20cm)的2倍(即＞40cm)时，可把围岩变形视为大变形。(a)膨胀岩的作用(1)大变形的成因

具有膨胀岩的围岩在一定条件下体积膨胀，如粘土类矿物、蒙脱石、高岭土、伊利石、绿泥石等吸水后体积可膨胀10%~20%。硬石膏遇水体积可增大60%，芒硝遇水体积增加135%。有的膨胀力可达25~45kPa。围岩膨胀使隧道周边产生大变形。(b)高地应力作用下的软岩隧道挤压变形

研究表明，当强度应力比小于0.3~0.5时，即能产生比正常隧道开挖大一倍以上的变形。此时洞周将出现大范围的塑性区，随着开挖引起围岩质点的移动，加上塑性区的“剪胀”作用，洞周将产生很大位移。圆形隧道弹塑性解析解也表明，当强度应力比小于2时洞周将产生塑性区，强度应力比越小则塑性区越大。高地应力是大变形的一个重要原因。这又称为高地应力的挤压作用。

国外几座典型的大变形隧道如奥地利的陶恩隧道(长6400m，强度应力比0.05~0.06)，奥地利的阿尔贝格隧道(长3980m，强度应力比0.1~0.2)，日本的惠那山隧道II号线(长8635m，强度应力比0.1~0.33)。我国南昆线著名的家竹箐隧道(长4990m，强度应力比0.1~0.2)都属于高地应力挤压性大变形。(c)局部水压及气压力的作用

当支护和衬砌封闭较好，周边局部地下水升高或有地下气体(瓦斯等)作用时，支护也会前半生大变形。但随着支护开裂，水或气溢出，压力减小，变形也就停止，这种现象并不多见。①纯剪切破坏(3)围岩破坏形式②弯曲破坏③剪切或滑动破坏

图2-1挤出岩体中隧道破坏类型(a)纯剪切破坏(b)弯曲破坏(c)剪切或滑动破坏

最大变形可达数10cm至100cm以上。家竹箐隧道初期支护周边位移曾达210cm，一般80~100cm，拱顶下沉60~80cm，隧道隆起80cm。堡子梁隧道排架下沉120cm，边墙向下挤进30~40cm。关角隧道底鼓约100cm，边墙向内挤很大。乌鞘岭隧道岭脊段最大水平收敛达1209mm，最大拱顶下沉367mm。平均累计变形按F4、志留系板岩夹千枚岩、F7几区段分别为90~120mm、200~400mm、150~550mm。2.3大变形的基本特征

(1)变形量大

家竹箐隧道初期支护变形速度达3~4cm/d。奥地利的陶恩隧道最大变形速度高达20cm/d，一般也达5~10cm/d。乌鞘岭隧道岭脊段变形量测开始阶段变形速率最高达167mm/d，最大变形速率按F4、F5、志留系板岩夹千枚岩、F7几区段分别可达73mm/d、143mm/d、165mm/d、167mm/d。(2)变形速度高

由于软弱围岩具有较高的流变性质和低强度，开挖后应力重分布的持续时间长。变形的收敛持续时间也较长。短者数十天，长者数百天，一般也需百多天。家竹箐隧道收敛时间在百天以上。日本惠那山隧道时间大于300天，阿尔贝格隧道收敛时间为100~150d。乌鞘岭隧道大变形区段变形持续时间达120d，一般要40~50d。(3)变形持续时间长

喷层开裂、剥落；型钢拱架或格栅发生扭曲；底部隆起；支护侵限；衬砌严重开裂等。(4)支护破坏形式多样

高地应力使坑道周边围岩的塑性区增加，破坏范围增大。特别是支护不及时或结构刚度、强度不当时围岩破坏范围可达5倍洞径。(5)围岩破坏范围大

以圆形巷道在λ＝1.0，σv=σH

时的情况进行分析，由弹性力学可知，如果处于弹性阶段，则围岩中任一点的应力σr、σθ可用下式表示:2.4大变形机理2.4.1洞室周边产生塑性区的条件(2-24)

以r=R0代入(2-24)式，可得：

所以当Rb/σv<2时，洞室周边将产生塑性变形。

根据圆形均质地层塑性区半径的理论公式：2.4.2塑性区的影响因素分析(2-25)

由上式可知，当地应力P0增大时，塑性半径Rp也增大；当围岩抗压强度Rb=2ccosφ/(1-sinφ)减小时，塑性区半径也将增大。

图2-6为乌鞘岭隧道分区段塑性区半径与围岩抗压强度及强度应力比的关系，塑性区半径随围岩强度及强度应力比的增加而减小。(1)围岩抗压强度Rb及强度应力比Rb/σv

Rb/MPa强度应力比051015202500.51.01.52.00510152025F7断层区段30Rp/m图2-6塑性区半径与抗压强度及强度应力比的关系图2-虏7为乌爹鞘岭锹隧道拣分区倘段塑律性区窜半径寸与地烧应力喇的关幕系，锁随地跃应力爪的增姻加，蛙塑性脸区半栗径不暴断增掌加。(2畏)地应雁力P0图2-7分区段塑性与地应力的关系图2-8F7断层区段不同侧压力系数的塑性区形状(a)λ=0.75(b)λ=1.0(c)λ=1.5根据兔圆形难均质昨地层哨洞壁设位移鞠的理丸论公排式：2.殃4.遣3塑性季半径迷与洞炼壁位川移的蔬关系(2帮-2位6)图2-个9为乌束鞘岭柿隧道陈分区科段洞农壁位马移与姻塑性岸区半喉径的漠关系轧，拱逃顶下像沉与息墙腰呢水平贯位移音均与什塑性氧区半渔径平粮方基罪本成旱线性剥关系纹。图2-9洞壁位移与塑性区半径关系当仅滴考虑剑自重鸭应力图场时胳，隧枣道埋贩深与拉地应载力成凑正比毛。图2-舞11为各责区段左洞壁高位移税与埋敲深的施关系歌，洞泉壁位(1常)埋深2.墨4.择4洞壁恋位移平的影怜响因展素图2-11F7洞壁位移随埋深的变化规律移随磨埋深宇增加历而增缺大，F7区段分圆型柔隧道吧拱顶痕位移若大于快墙腰野，其月它区锡段马达蹄型茧墙腰愈水平塞位移委大于宫拱顶陵下沉贼。图2-苏18分别跌为乌强鞘岭蜓隧道乘分区犬段拱芽顶下情沉及饰墙腰源水平身位移肆与强许度应航力比竟的关芹系曲网线。(2湖)强度夫应力和比图2-18F7洞壁位移随强度应力比的变化规律2.场5乌鞘牛岭隧算道大知变形药规律2.粗5.谅1实测萌位移伙规律(1秤)变形碌沿隧宅道纵害向分顶布图2-19F4断层区段右线隧道变形沿隧道纵向分布YDK170+250+500+750YDK171+000F4断层+290+440+640+740主带影响带影响带里程YDK174+500YDK175+000+500+900变形/mm斜井开口YDK175+330板岩占50%~80%千枚岩占60%~85%兰州方向武威方向里程图2-20志留系板岩夹千枚岩区段右线隧道变形沿隧道纵向分布F7断层YDK176+800+200+400+600+800YDK177+000变形/mm影响带主带影响带里程图2-21F7断层区段右线隧道变形沿隧道纵向分布(2另)分区姻段最摄大变搬形速每率与索累计罢变形申量统福计(3践)最大桨变形锁速率牵与累麻计变珠形的融关系在隧心道工干程监耻控量雹测中菊，除州累计耍变形楚外，访变形滩速率项是另件外一严个进太行围冻岩稳携定性册评价业的重泡要判位别指驳标。穗研究尖最大戒变形择速率凉与累刷计变宁形的久关系汁也是沿在施嗓工初沿期阶凑段进瞧行最兰终变并形预瓦测的嫁方法置之一贸。图2-23最大变形速率与累计变形的关系最大变形速率/mm2.顿5.蒜2计算摧位移可规律(1作)深部料位移圾变化是规律图2-峡25为乌尺鞘岭粘隧道F7区段存洞室没周边串深部断位移田变化茂规律仆。图2-25F7断层围岩深部位移变化规律洞周县位移森最大鸟，随松着围趁岩深竖度的尚增加丽，位消移逐传渐减蔽少。脖由于容地应南力水盘平较廊高，虚围岩型强度海较低袄，大乎变形秤的围榴岩深行度较柿大，揭基本甩上可幼达洞壤周10扬.0拢m左右亡。(2炉)深部满相对让位移鱼与洞问室失岸稳形层式图2-团27为乌甜鞘岭住隧道面各区丙段围休岩深惭部位粘相对膊位移望的分克布规钳律。F7水平深部位移F7拱顶竖向深部位移图2-27各区段围岩深部位移相对变化量随深度变化规律相对位移/%相对位移/%从图2-缴27看出疏，围甩岩内忘部位锋移和危深部回相邻借两点酬相对鸡位移这沿深宿度变共化曲玩线存写在明管显的钻拐点鹅，说女明围饺岩深拌部位废移沿卵深度呼分布享有突鹅变发群生。踢因此枕通过受曲线曾拐点笛的分春布规匠律可笑以判案断出内洞室是周边容围岩眼潜在书的破慎坏范税围。表2-猎11为围啦岩深指部位讨移相站对变麻化量予沿深瓣度曲万线拐饺点位欠置、耐塑性铺区范多围和令剪应耀力最秆大等燃值线湾范围电统计中。表2-即11曲线统拐点锄位置中、塑膏性区芳边缘荷和剪炼应力畜最大该等值战线位正置距封洞周鸟距离/m区段曲线拐点最大塑性区范围剪应力最大等值线范围F4竖向—6.5—水平15.517.515.5F7竖向10.816.510.8水平10.817.010.8志留系板岩夹千枚岩竖向—8.3—水平18.122.318.1第三炕章闷大掉变形岁分级袄标准大变欠形是蒜相对符正常稻变形退而言勤的。填铁路己隧道捉设计级规范申、公崖路隧搂道设绳计规夸范、低新奥铁法指晨南及度衬砌软标准壳设计锻等根狡据多氧年经妹验及亭统计扁，对量各类油围岩年及各鸽种支卡护结段构都毕制订马有不遥同的零预留皇变形珠量(表3-槐1)以容收纳这谈些正翅常变着形。3.桌1国内桃外现道状表3-需1预留认变形架量(m象m)规范或标准名称围岩级别铁路单线(公路双车道)铁路双线(公路三车道)IIIIVVVIIIIIVVVI铁路隧道设计规范TB10003-200110~3030~5050~7070~10030~5050~7070~100设计确定铁路隧道设计规范TB10003-200510~3030~5050~80设计确定30~5050~8080~120设计确定公路隧道设计规范JTGD70-200420~5050~8080~120现场量测确定50~8080~120120~150现场量测确定新奥法指南—30~5050~70——50~7070~100—日本新奥法指南—25~7575~150＞150(膨胀岩)—50~150150~300＞300(膨胀岩)标准设计(专隧0014)204080120————标准设计(专隧0034)————50~100100~150150~200—(1史)铁二毕院喻渝[1药]从预卫留变滩形量以出发页，取兰上述疼正常察值的2倍作银为大颂变形情的下页限，敢即：华隧道纯施工成时，圾如果泳初期捆支护乎发生垃了大表于25织cm贫(单线抄隧道)和50盖cm然(双线绍隧道)的位酿移，迟则认按为发杨生了坑大变围形。(2诸)铁二切局表3-廉2铁路蜓隧道肢大变舌形的痛变形响量划达分表单线隧道(cm)25～5050～70＞70双线隧道(cm)40～7070～100＞100大变形的等级ⅠⅡⅢ(3交)重庆恐交通受学院表3-慌6公路贫隧道另围岩灯大变绑形分多级方呢案级别主要特征一般估判变形量(mm)相对变形量(%)一级开挖后即有较大的围岩位移，且持续时间较长，喷层出现裂缝，施设初期支护力度不够15～301.5～3二级围岩延续位移较为显著，变形速度较大，喷层开裂现象较为明显，洞底有隆起现象，支护变形的程度及范围逐渐扩大30～503～5三级围岩变形显著，洞底明显隆起，喷层大多裂开剥落，并与钢架脱离，钢架等严重变形挠曲，支护变形的程度和范围进一步扩大＞50＞5(4视)张祉元道表3-罚7大变帆形等敞级之欲现场哨判定大变形等级Ua/a(%)双车道公路隧道单线铁路隧道初期支护破坏现象轻度3～620～3515~25喷混凝土层龟裂，钢架局部与喷层脱离中等6～1035～6025~45喷混凝土层严重开裂，掉块，局部钢架变形，锚杆垫板凹陷严重>10>60>45现象同上，但大面积发生，且产生锚杆拉断及钢架变形扭曲现象综合誓以往黎的各单种大宾变形嘴分级番的标段准及贫方法任，并抚考虑饱乌鞘愚岭隧摧道的畏具体央特点支，采稿用综例合指颤标判达定法盆确定妨大变滩形分洪极标葛准。3.跳2乌鞘芝岭隧落道大船变形妙分级霞标准(1欺)位移挎量u《铁路齿隧道坟设计嫂规范》，对祖于单削线铁腥路隧缠道VI级围白岩预税留变僻形量丢上限凯为10倚0m效m(抱20防05年规肌范VI级围贱岩预量留变叮形量厉由设货计确瓶定)，考爷虑到激乌鞘想岭隧城道大残变形子区段帐为V级围洗岩，佛且洞屠径大咽于一少般的柏单线蹈隧道经。确定毙三级朴划分掌标准甚如表3-竖9所示该。表3-茅9按位务移量蠢的变附形等卵级划榜分表大变形的等级ⅠⅡⅢ相对位移(%)3～55～8＞8(2耐)强度岔应力翠比Rb/σv强度系应力握比大当小是服隧道及产生垃大变签形的联最直松接因自素，昨可以教不考绑虑的爸影响傍，得杂表3-耽10所示烤分级师标准巴。表3-枝10按强盏度应女力比晴的变偏形等等级划遮分表大变形的等级ⅠⅡⅢ强度应力比0.5～0.250.25～0.15＜0.15(3读)原始殊地应屡力σv对于玻挤压吐性围抱岩其婶抗压虫强度周一般于小于4.串0M合Pa，如注取Rb范围1.紫0~侍4.轰0M价Pa，[Rb/σv]λ＝0.比75=0贵.4，则σv范围2.慈5~蔬10个MP识a。结深合工汉程实相例，叨得表3-房诚11。表3-荐11按原叠始地课应力牢的变垮形等蛾级划抚分表大变形的等级ⅠⅡⅢ原始地应力(MPa)5~1010~15＞15(4抚)弹性邻模量E弹性歪模量灶也是膏影响要洞壁今位移电的重牲要因贝素，舌在其舅他条拿件不矩变时结，弹虏性模辩量减痒小1倍，学洞壁谦位移夸基本辆增大1倍。舞结合怕前述竹工程啄实例它，得度表3-岗12。表3-膀12按弹岔性模绵量的稠变形余等级炕划分誓表大变形的等级ⅠⅡⅢ弹性模量(MPa)2000~15001500~1000＜1000(5疼)综合且系数α考虑笋抗压因强度追、地享应力假、弹吨性模雷量及更侧压咳力系则数多添个因矩素，迫定义并结丢合工灶程实饥例及鼻上述趴分析处，得胀表3-屡13。表3-陈13按综火合系猫数的逮变形帜等级溉划分哈表大变形的等级ⅠⅡⅢα60~3030~15＜15(6盆)综合穗指标之判定详法表3-托14变形羡等级我划分事的综直合指欣标判费定法大变形的等级ⅠⅡⅢ相对变形(%)3~55~8＞8强度应力比0.5~0.250.25~0.15＜0.15原始地应力(MPa)5~1010~15＞15弹性模量(MPa)2000~15001500~1000＜1000综合系数α60~3030~15＜15围岩及支护特征开挖后洞壁围岩位移较大，持续时间较长；一般支护开裂或破损较严重开挖后围岩位移大，持续时间长；一般支护开裂或破损严重开挖后围岩位移很大，持续时间很长；一般支护开裂或破损很严重3.戚3不同缴大变双形等兔级的和防治编措施表3-召15不同虫大变顽形等庄级的令防治始措施措施内容大变形的等级ⅠⅡⅢ设计改善洞室形状—采用采用初期支护锚杆、钢架、网、喷联合支护采用采用采用喷砼中掺钢纤维—采用采用补强长锚杆—采用采用H型钢——采用预留变形量(mm)150~250250~350350~400多重、分次支护采用采用采用二次衬砌钢筋混凝土采用采用采用施工分步开挖、多重、分次支护采用采用采用加强监控量测采用采用采用弱爆破、短台阶、早封闭采用采用采用循环进尺(m)2~2.51~20.5~1第四丢章屠围爱岩的半物理偶力学顺参数撞试验涝与确勇定采用区取样奇室内周试验傍与现队场原陕位测节试相芦结合挺的方督法，绢对F7断层炮破碎乞带及卖志留葡系板歇岩夹粮千枚差岩物蠢理力凑学参严数进子行了挽综合呈测试荒。4.向1取样谷室内苍试验并与现辜场原进位测推试采用峰水压纷致裂限法进核行地测应力芽测试贯，并废取样鸡进行腰岩石夜的物兼理力江学试宪验。4.轻2地应衔力测箭试4.宣3围岩足参数仿的位踩移反脑演分别唱采用面位移买联图甲反分纵析法惧、典真型类呜比分怨析法薄和有桨限元笼位移椒正反宰分析载法不动同的娘反分记析法渐。4.进4围岩会物理雅力学乒参数陡的综云合分尤析第五洗章哀现状场试柜验(F背7断层)对F7断层郊区段9个量盘测断渡面的号实测似压力伤数据触进行劝分析嫁计算波估算就侧压雹力系易数。净具体旬数据离如表5-弦1所示裁。1.侧压忌力系队数估档算表5-崖1威F磨7断层这实测烟压力萝估算耐侧压告力系楚数结茂果汇亭总项目初支二衬断面位置左迂+210左迂+290左迂+435左隧+340左隧+568右隧+345左隧+340左隧+568左隧+580右隧+345右隧+485右隧+525侧压力系数0.6101.4911.2330.5930.2690.9111.4580.7784.3891.3261.4772.414平均值0.7271.636左线隧道平均0.813；右线隧道平均1.380；左线迂回导坑平均0.930总平均0.995同样摄根据豪现阶师段F7断层肯带的9个量歉测断膜面的帝压力兽实测虹数据档进行粉分析值计算狠，得要出结致果汇途总如支表5-腐2所示青。2.二衬喇分担顷压力缠比例钳估算拱部边墙平均41.893.962.2表5-林2西F晨7断层哪带实腔测压国力估想算二柿衬分博但压显力比格例结禽果汇蒜总26.6%70.6%28.3%100%100%100%100%47.3%31.5%初期支护图5-1F7断层区段二衬分担压力比例横断面分布示意图左、见右线驱隧道蓝变形肚量测谦值沿们隧道禽纵向兰分布焰如图5-尿2所示贪。其崇中左影线隧惯道反即映了毙初期孟支护懒拆换约后位研移对灾比情呜况逆。3.变形呆量测厨值沿健隧道最纵向防分布图5-2F7断层区段左线隧道变形量测值沿隧道纵向分布4.根据F7断层滤的变展形和涝地质恰情况续，进冲行了酱大量折断面佣形式附、断铲面净愚空、珠支护她形式面和支巡寿护参绝数优凭化，介分别带采用疼了圆福型、萍椭圆松型、贯马蹄奸型的讨不同犹断面旬形式专，一拌次大嫌刚度饶支护庸及分捞层多压次支摔护，尤一次静二衬屋及分铃层两持次二柿衬等忘支护脚、衬昆砌形邻式，镰经施抱工实末践证冠明正原洞隧末道以提圆形哄断面艳形式励为最荡好；驼适当矩加强下第一雹次支腰护刚尚度，暂留有衡支护努补强贯空间沙。5.迂回士导坑棵中的勇支护戒形式刷和参挠数可踪蝶满足逼施工膨安全们与稳幸定；眯由迂楼回导住坑施乌工方义法、料工艺薪研究挑得出烫的结季论适债用F7断层怪正洞却施工压；迂机回导川坑的秩试验纽奉与施管工实秘践，禽为大恶断面猜正洞的施工喘提供草了直液接的泡、重黄要的件指导娇和依猪据。6.蚊F粗7右线稼隧道润：按魂设计华断面只进行君结构佛正反冰检算惭，衬财砌结谋构安猛全度软满足朵规范困要求洞，但芽考虑祝由于研应急抗处理己本段景部分篮地段风衬砌慕厚度村不足摧，并前根据羊现场耐的监愉测及除开裂两情况析，拟腔对已产开裂誉段进亿行补豪强处晚理，键方案骨如图5-驰3所示临。图5-上3衬砌萍补强腊设计盛方案7.对左骆右线如隧道眠及其顽迂回田导坑等的群纺洞效奖应研斯究表谨明，欺虽然走群洞色施工搜相互光影响蔬，群具洞效肠应存竖在，收但是悟影响采程度座不大腐，不牲至于添引起棋相邻抽洞室讽中间血岩柱仓的失核稳破位坏，泉四条病隧道虎整体你是稳酒定的渡，而歪且后猎续开奏挖对往于已狱完工软隧道锁衬砌题内力耗的影李响也脱不大元，不膊会危丽及隧率道衬省砌结爹构的跃安全携。8.移F技7断层回区段愧纵向哭位移趴特征瞧与地夕应力挂测试愤分析互成果展相互省印证湖，反皆映出植该区俯段水当平地含应力灿与隧下道走五向存政在着字明确淹的角剂度关跟系并阵对隧礼道呈百纵向附挤压争的特楚性。伏这一扶地应径力分盈布特监性将开使隧尝道开国挖后话的应辩力释厦放对霉洞室正支护洒结构咸产生甩明显扔地不旱均匀员荷载狱作用茶，其猜结果难将使耗结构寄产生稿纵向沾扭曲刮破坏搏。因啦此，位应充器分考鄙虑结厘构纵仪向上状的受零力特续性，岁加强逼其纵缎向连附接强攻度。第六桃章擦位渔移控沾制基旨准6.姑1极限振位移表6-筑1圾F历4断层垫区段兄隧道后极限杨位移佩单游位：(m映m)极限位移性质拱顶下沉拱脚水平收敛墙腰水平收敛毛洞隧道227488570初支后隧道92.8302342二衬后隧道98.1318362表6-铲2岭脊鸟千板泡岩地积层区蹄段隧脉道极梢限位仆移带单此位：(m旬m)极限位移性质拱顶下沉拱脚水平收敛墙腰水平收敛毛洞隧道50111781304初支后隧道227710770二衬后隧道228742812表6-复3猛F迁7断层阔区段锹隧道顺极限赤位移现单位舞：(m邮m)极限位移性质拱顶下沉墙腰水平收敛毛洞隧道400660初支后隧道136272二衬后隧道140280表6-累4乌鞘雪岭隧娃道岭仅脊段胡位移燃控制养基准(单位:m辈m)管理等级管理位移施工状态ⅢU＜150可正常施工Ⅱ150≤U≤300应加强支护或二次衬砌ⅠU≥300停工，并及时采取加固措施注：U-隧道届开挖参后隧支道总压变形萄量6.润2二衬绩施作据时机软岩败隧道躺二衬与施作盘时机筛始终较是隧根道界丘讨论策的热饼点问您题，飞特别乐是对拜于软尊岩大季变形大隧道殃若二翁衬施断作过值晚，末则可尼能造傻成初渗期支祸护变灯形无辈法控棋制，摘以致息隧道具失稳贤，而崭如果处二次恩衬砌扬施作晒过早名，则眠可能挑使二凶次衬眨砌受桌力过凯大，所而引据起二砍次衬柿砌的耽开裂谣，以岸致降穿低隧签道结论构耐畏久性贡。因听此，恰针对元具体稀工程屑情况耍提出威合理仰的二川次衬酿砌施秒作时购机势极在必孙行。(1惨)个《规范》有关捷二衬骡施作各时机识的规否定“在一枝般情婆况下杠，二叹次衬蔑砌应上在围绍岩和吸初期饼支护蝴变形旦基本需稳定血后施耍作。参变形挑基本嘴稳定棵应符敞合隧点道周吹边位虏移速角度有己明显棋减缓擦趋势羞。拱铅脚水宋平相藏对净公空收唉敛变笛化速渔度小狸于0.圈2m擦m/值d，拱呆顶相净对下落沉速肿度小猾于0.见15史mm咽/d。”(2沈)软岩围隧道岭二衬星施作沙时机瓶讨论对于膝高地夏应力掌的硬嗓岩隧互道，辜量测久围岩绩变形郊的目保的是怒为了敲让围寻岩变押形达嘉到一哥定程耽度，累利后于地贩应力次释放躁，尽运量发独挥围愿岩的渴自稳怕能力箩，从裂而最原大限吉度地圣减少应二次搜衬砌捧所承河受的秧压力灿，以丸尽量予减小窝衬砌土厚度蝇。二挠次衬铜砌时窃机选擦择应旗根据暖围岩虾特点悬来调坡整。迟对于转一般讲稳定标性较谅好的嘱围岩轻，可汉在总臂变形话量达唐到约80固%，并挨且围猎岩变蛇形基闸本收新敛停衬止后得进行泡二次途衬砌搭。此皆时初除期支红护应鱼能承咸担围浸岩的归全部站荷载专，二径次衬伸砌承陈担由自于围根岩的久蠕变睁产生梯的附婶加荷劝载。(3疼)二次婆施作对时机承的研狱究方透法基于凉二衬分稳定资性及皮二衬掘变形往大小脏影响奥因素刺分析县，结唉合既荷有各农量测疤项目恢的统疗计及子相互痕关系蓄分析府，以来及隧蹦道施首工过忧程总乖位移炊估算锹，提跃出不屈同条络件下奔二衬北前图6-1志留系板岩夹千枚岩区段右线隧道初支与二衬变形对比关系初支堆最终酸变形杀速率羊限值饶，以惩及初质支累烘计变蚂形占叙总位窑移的狐比例语限值运。图6-2F4断层区段二衬前支护变形速率与二衬变形关系表6-采5二衬续开裂妙断面捕对应确初支傻变形区段断面初支变形二衬变形/mm最终值/mm最大速率最终速率数值/mm·d-1比例数值/mm·d-1比例F4区段YDK170+480215.825.111.6%1.210.6%3.972YDK170+530116.616.614.2%2.542.2%3.213F7区段YDK177+465435378.5%6.001.4%5.96YDK177+480429409.3%4.000.9%13.36YDK177+530660436.5%7.001.1%16志留系板岩夹千枚岩区段YDK175+255115.735.430.6%1.000.9%—YDK175+265360.558.916.3%9.682.7%15.13YDK175+270196.939.119.9%7.563.8%—YDK175+273411.532.77.9%10.562.6%13.85注：派表中厨“比福例”貌一项腰均指拘与初导支变狐形最阀终值掉相比唉。(4荷)量测就前的耀前期颤位移销推算在施蛋工过逢程中淘，变凳形量吼测是旗在洞竟内采景用全洗断面翻仪或究位移般收敛棵计进著行的桨，量房诚测位伞移丢防失了磨洞室交开挖邀过程疮中的节弹性第位移虚和施吗测前悉的位剥移，驶而且遗铺设还防水角板的钳过程顷中也田不再凤进行淋支护雹变形互监测司。所安以当公初支燃位移恢达到谜极限剑状态治时，疑模拟恨计算棍的隧膊道支伶护后约的极债限位认移u极可总表示队为u极=u弹+u失+u测(极限悼状态)项(绘5-编1)弹性兼位移u弹是灾爆破歪瞬间衰洞室耻释放怪，难死以利寒用监谨测手炸段获吴得。白但在熟模拟铲计算瞒的围菊岩塑竹性收潜敛线甲中，非可观腐察到雅直线此段和森曲线歼段，酿若视尝围岩造塑性沟收敛赴线的碰直线生段为规洞室练开挖钳的弹赖性位停移，滑则可桑计算涨弹性忠位移师。量测僚丢失模位移u失由刊两部芒分组瞧成，筛一是奖爆破城后至听施测抖前的番位移桑丢失玻，二视是铺育设防还水板泳至二止衬前筐不便世量测凡的位常移丢好失。表6-科6前期则丢失纪位移池统计或结果区段项目丢失天数/d总量测天数/d前期丢失位移统计断面实测变形/mm统计断面数/个全部断面实测变形/mm全部断面计算变形/mm量值/mm比例F4断层拱顶下沉3.2744.778.537.5%22.674227.650.95墙腰水平收敛1.3923.3528.6127.2%105.1442124.01183.75志留系拱顶下沉4.5216.1916.2339.1%41.533253.9102.96拱脚水平收敛1.5815.1761.6726.9%229.432380.36540.61F7右线拱顶下沉1.7415.2619.6124.9%78.7430139.5209.24拱脚水平收敛1.6815.3224.3622.1%110.0430136.11232.24墙腰水平收敛2.6111.1539.330.0%130.930233.01368.97F7左线拱顶下沉3.7918.4164.8232.0%202.2632156.66241.87拱脚水平收敛3.0311.976.2834.6%220.5932191.97324.35墙腰水平收敛3.4112.7381.2938.6%210.6732187.32325.60注：(1肚)前期济丢失作位移螺的“顽比例从”一证项是乖指与课统计师断面底的实稼测变匙形相仔比；(2捧)计算迫变形苦以全尘部断文面实吉测变逢形统召计值取为依勒据。(5萝)二衬拼施作迎时机畅的确版定据实魔测变努形、秀支护做后隧紫道的圣模拟末极限罗位移殖可提旋出施视作二嘴衬时颈的实难测位仆移占心极限洲位移道比例顽限值庄，而芹根据帆实测应变形塌速率陵以及鸣施作委二衬毁后的山稳定置状态本及二壳衬变昂形大扒小关萝系可献提出滋二衬耽施作才时的醉变形鲁速率卵限值颂。表6-咱7乌鞘膨岭隧谨道二策衬施叹作时乔机项目常规变形大变形等级ⅠⅡⅢ相对变形<3%3%~5%5%~8%＞8%强度应力比>0.50.5~0.250.25~0.15＜0.15原始地应力(MPa)<55~1010~15＞15弹性模量(MPa)>20002000~15001500~1000＜1000综合系数α>6060~3030~15＜15n380%~90%70%~80%65%~75%60%~70%u测/u极55%~62%47%~55%43%~51%39%~47%v终/u测<0.5%0.5%~1.0%0.5%~1.5%0.5%~2.0%注：(1饰)n3为实腔际已扰发生划的位盒移(u计)与极唱限位特移的能比值嘉；(2柿)u测/u极为量决测变返形与抗极限茧位移庙的比物值；(3蒙)v终/u测为二坡衬施怎作前加日变丢形量乖与实单测初漏支累京计变育形的拜比值档。第七序章毕控榜制变限形快迁速施男工方街法及施芽工工展艺研鸡究7.州1写F击4断层撞区段胖隧道寻施工栽方法采用已超短得三台轿阶法裤施工秤。超档前预神支护市采用φ4哗2小导禽管或使自进唉式锚粒杆注挂浆支狸护，具人工朗风镐晋配合鞠挖掘毯机开区挖，桑必要吹时辅涌以弱贩爆破敞。挖否掘机扬或弱帝爆破智开挖有下部储断面连，人特工风费镐整兰修开疫挖轮浊廓。旋及时名喷砼4~化6c览m封闭混岩面守，并窝进行调喷锚楚网，析型钢吸钢架楚系统菊支护准作业摧。采多用挖治掘机括配合耀绞接禁自卸抖车进哥行出犹碴作虑业。肾及时趟进行惰砼仰欧拱施华工。以墙、董拱模润筑混摆凝土鲁衬砌猛及时贼跟进雅。采用娇三台凳阶施纪工，意上、宫中台狼阶长粘度5m，仰协拱距嫁下台枣阶15纸~2漆0m，二含次衬碗砌距