缓倾砂岩夹泥岩隧道岩爆段初期支护变形特征及控制技术研究——以蒙华铁路段家坪隧道为例

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2019.05.015

中国科学引文数据库（CSCD）核心期刊
中文核心期刊中文科技核心期刊
Scopus RCCSE中国权威学术期刊
美国EBSCO数据库俄罗斯《文摘杂志》
《日本科学技术振兴机构数据库（中国）》

隧道建设（中英文） ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (5): 832-842.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2019.05.015

缓倾砂岩夹泥岩隧道岩爆段初期支护变形特征及控制技术研究——以蒙华铁路段家坪隧道为例

张帅军¹，李治国¹，吕瑞虎^1,*，王华¹，杨世武²，申志军²

(1. 中铁隧道勘察设计研究院有限公司，广东广州 511455; 2. 蒙西华中铁路股份有限公司，北京 100073)

收稿日期:2017-04-19 修回日期:2019-04-30 出版日期:2019-05-20 发布日期:2020-03-11
作者简介:张帅军（1977—），男，河南临颍人，2000年毕业于同济大学，交通土建工程专业，本科，高级工程师，主要从事隧道及地下工程科研工作。Email： 22914955@qq.com。*通信作者：吕瑞虎， Email： 435800912@qq.com。

Deformation Characteristics and Control Technology of Primary Support  in Rockburst Section of Tunnel Duanjiaping Tunnel of Menghua Railway with Lowangle Sandstone Interbedded with Mudstone

ZHANG Shuaijun¹, LI Zhiguo¹, LYU Ruihu^1,*, WANG Hua¹, YANG Shiwu², SHEN Zhijun²

(1. China Railway Tunnel Consultants Co., Ltd., Guangzhou 511455, Guangdong, China; 2. MengxiHuazhong Railway Co., Ltd., Beijing 100073, China)

Received:2017-04-19 Revised:2019-04-30 Online:2019-05-20 Published:2020-03-11

摘要/Abstract

摘要：

针对蒙华铁路段家坪隧道岩爆段初期支护在较小变形下发生破坏现象，通过室内试验、超前地质预报、地应力测试等技术手段，分别揭示洞周围岩强度、掌子面前方地质情况和初始地应力状态，同时对初期支护变形破坏特征进行归纳总结并分析成因，得出：围岩特性、地质构造特征、工法是影响初期支护变形破坏的重要因素，局部水平向高地应力是主因。采取增强支护参数、增设缓冲层、锚杆+加筋底板、加装阻尼器等技术措施控制初期支护变形破坏。研究结果表明： 1）以水平构造应力为主的高初始地应力条件下，若隧道洞身围岩竖向节理发育，开挖宜首选二台阶法。2）拱部及仰拱初期支护混凝土破坏类型为剪压破坏,格栅钢架主筋破坏类型为偏心受压屈曲。3）以水平构造应力为主的高初始地应力状态下，宜根据围岩特性、支护原理及现场实际选择相应的技术措施。

关键词: 隧道, 高地应力, 岩爆, 初期支护, 变形特征, 变形控制, 支护参数, 缓冲层, 锚杆+加筋底板, 阻尼器

Abstract:

In view of the failure phenomenon of the primary support with small deformation in the rockburst section of Duanjiaping Tunnel on Menghua Railway, the rock strength around the tunnel, the geological conditions ahead of tunnel face and the initial geostress state are revealed by laboratory test, advance geological prediction, geostress test and other technical means; and the deformation and failure characteristics of the primary support are summarized and the causes are analyzed. It is concluded that the characteristics of surrounding rock, geological structure and construction method are the important factors affecting the deformation and failure of the primary support, and the local horizontal high geostress is the main cause. The deformation and failure of the primary support can be effectively controlled by technical measures, including strengthening the support parameters, adding buffer layer, adopting bolt and reinforced floor, adding damper, etc. The results show that: (1) The twobench method should be selected preferentially for excavation when the vertical joints are developed in surrounding rock of tunnel body under high initial geostress condition, which is dominated by horizontal tectonic stress. (2) The failure mode of the primary support concrete of arch and inverted arch is shear compression failure， and the main reinforcement failure mode of grid steel frame is eccentric buckling. (3) According to the characteristics of surrounding rock, supporting principle and field practice, corresponding technical measures should be adopted in case of high initial geostress, which is mainly composed of horizontal tectonic stress.

Key words: tunnel, high geostress, rockburst, primary support, deformation characteristic, deformation control, support parameter, buffer layer, bolt and reinforced floor, damper

中图分类号:

U 455

张帅军，李治国，吕瑞虎，王华，杨世武，申志军. 缓倾砂岩夹泥岩隧道岩爆段初期支护变形特征及控制技术研究——以蒙华铁路段家坪隧道为例[J]. 隧道建设, 2019, 39(5): 832-842.

ZHANG Shuaijun, LI Zhiguo, LYU Ruihu, WANG Hua, YANG Shiwu, SHEN Zhijun. Deformation Characteristics and Control Technology of Primary Support  in Rockburst Section of Tunnel Duanjiaping Tunnel of Menghua Railway with Lowangle Sandstone Interbedded with Mudstone[J]. Tunnel Construction, 2019, 39(5): 832-842.

[1]	李凤远, 曾垂刚. 全断面隧道掘进机智能制造与运维发展现状及趋势[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 6-13.
[2]	单联君, 郭建民, 倪芃芃, 李剑锋, 马会环, 孙伟. 沉管隧道接头型式发展及变形机制研究进展[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 14-24.
[3]	徐博, 谢慈航, 吴莹. 隧道围岩分级方法研究综述[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 25-36.
[4]	王青松. 关于我国山岭隧道钻爆法施工技术发展的一些思考[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 37-45.
[5]	张明聚, 王思卿, 李鹏飞, 徐晴. 考虑防排水系统的隧道渗流场解析[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 46-53.
[6]	杨立新. 隧道斜井隔板式通风中应用射流风机的问题研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 54-60.
[7]	剧仲林. 隧道进洞施工简易力学分析方法[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 61-71.
[8]	陈健, 靳军伟, 李新潮, 杨公标, 李明宇, 靳倩倩. 基于XGBoost算法的大直径穿黄隧道施工期管片上浮研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 72-80.
[9]	王树英, 汪来, 杨鹏, 龚振宇. 渣土改良下盾构掘进富水砾砂地层响应研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 87-97.
[10]	李平. 基于丁达尔效应的隧道洞口车辆安全无障碍阻拦技术研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 131-138.
[11]	彭元栋, 张克含, 李少华, 刘富强, 苏岳威. 新型软土固化剂加固软土试验及应用研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 139-144.
[12]	鲁义强, 史博然, 贺飞, 袁勇, 姚旭朋, 张姣龙. 基于CVISC模型的深埋圆硐黏弹塑性解[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 145-153.
[13]	毕金锋, 姜弘, 丁文其, 包鹤立, 缪仑. 能源隧道换热过程中的地层热补给能力研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 163-170.
[14]	王儒, 翟五洲, 倪海波, 黄宏伟. 盾构隧道机械法联络通道破洞施工中管片衬砌洞门结构力学响应的数值模拟研究[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 178-188.
[15]	何江, 姚连璧, 丁孝兵, 杨坤. 基于移动激光扫描的盾构隧道参数化建模[J]. 隧道建设, 2023, 43(S1): 216-221.

缓倾砂岩夹泥岩隧道岩爆段初期支护变形特征及控制技术研究——以蒙华铁路段家坪隧道为例

Deformation Characteristics and Control Technology of Primary Support  in Rockburst Section of Tunnel Duanjiaping Tunnel of Menghua Railway with Lowangle Sandstone Interbedded with Mudstone

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价