强震后千枚岩隧道施工变形控制技术研究

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强烈地震过后,灾区地质结构发生较大变化,交通工程的建设难度加大,为灾区恢复重建带来种种新的问题。在穿越软弱千枚岩地层的隧道施工中,这一现象更为明显。如何有效控制千枚岩隧道施工中的围岩变形,对工程项目的安全施工具有重要的意义。本文结合省道s302线黄皮沟隧道工程的实例,通过理论分析、数值模拟(FLAC3D)、超前地质预报及监控量测等手段,对强烈地震后千枚岩隧道施工变形控制技术进行了较深入的研究,取得如下成果:(1)项目所处地带围岩多为千枚岩,为软岩的一种,节理较为发育,围岩性能较差、开挖支护难度很大。在5·12强烈地震过后,岩体间挤压错动产生大量断层和裂隙结构,使得风化加剧;岩体间构造作用造成构造应力降低,层间结构变差,围岩变得更为软弱。同时,基岩地下水极易通过裂隙和断层进入岩体间,形成大量富水带,使得千枚岩遇水泥化和软化现象加剧,施工难度进一步加大。(2)通过有限元软件(FLAC3D)进行围岩变形和位移沉降模拟计算得出:采取超前小导管预注浆,喷射混凝土、打入锚杆、架设钢支撑等支护手段后,可以有效的降低围岩变形。相对于全断面开挖,采取台阶法施工后,及时对上台阶采取相应支护措施,可以使得围岩变形进一步降低。(3)通过现场监控量测的数据统计与实时监测,千枚岩由于软化和泥化作用,其围岩性能大幅度降低,原有的支护稳定体系有可能被打破,造成围岩变形量突发性剧烈增加,并产生初支层开裂、掉块,严重时甚至有可能使钢支撑变形。因此在千枚岩施工中,富水段应加强支护措施,钢支撑应以型钢拱架为主,弃用格栅拱架;并采取小导管注浆手段,可以有效的控制围岩变形和初期支护变形开裂。
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