一种大埋深软岩隧道大变形控制方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种大埋深软岩隧道大变形控制方法，包括：步骤1，隧道开挖穿越大埋深软岩段时，对拱部120°范围内的围岩进行超前预支护加固处理，在所述围岩上方设置超前预支护1；步骤2，所述超前预支护1施工完成后，进行隧道开挖，步骤3，开挖后对初露围岩进行混凝土初喷2，并施做一层支护3；步骤4，施工系统锚杆，上台阶11采用短锚杆8，中台阶12、下台阶13采用长锚杆9，长锚杆9同时进行注浆加固；步骤5，对二层支护5施工，上台阶11在距离掌子面预定距离的喷射混凝土表面进行二层支护5的施工，中台阶12、下台阶13在距离掌子面2～3榀位置进行二层支护5施工；步骤6，进行仰拱14施工。

【技术实现步骤摘要】
一种大埋深软岩隧道大变形控制方法
本专利技术涉及隧道施工领域，尤其涉及一种大埋深软岩隧道大变形控制方法。
技术介绍
目前我国艰险山区长大隧道修建日趋增多，而修建过程中所遇到的软岩大变形已经成为制约施工安全和进度的关键问题。根据实际施工情况表明，高地应力软弱破碎围岩是诱发隧道大变形问题的必然条件，而目前高地应力现象常表现于深埋或大埋深地层中。因此在大深埋软岩地层隧道施工采用常规支护措施将造成支护变形侵限，严重甚至发生钢架扭曲变形，喷射混凝土开裂脱落，加之软岩流变效应影响，长期应力作用下的支护结构安全性降低，直接影响施工及运营期隧道安全性能。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种大埋深软岩隧道大变形控制方法，能够增加施工的安全性。一种大埋深软岩隧道大变形控制方法，包括：步骤1，隧道开挖穿越大埋深软岩段时，对拱部120°范围内的围岩进行超前预支护加固处理，在所述围岩上方设置超前预支护1；步骤2，所述超前预支护1施工完成后，进行隧道开挖，开挖方法采用三台阶法预留核心土，同时开挖上台阶11、中台阶12、下台阶13；其中所述中台阶12和下台阶13错步开挖；步骤3，开挖后对初露围岩进行混凝土初喷2，并施做一层支护3；步骤4，完成一层支护3后，施工系统锚杆，上台阶11采用短锚杆8，中台阶12、下台阶13采用长锚杆9，长锚杆9同时进行注浆加固；步骤5，对二层支护5施工，上台阶11在距离掌子面预定距离的喷射混凝土表面进行二层支护5的施工，中台阶12、下台阶13在距离掌子面2～3榀位置进行二层支护5施工；步骤6，下台阶施工完成后，进行仰拱14施工；首先施工一层支护3仰拱，再施工二层支护5仰拱，施工完成后进行防水结构施工，同时施工仰拱衬砌结构、仰拱填充；步骤7，施工过程进行监控量测，上台阶一层支护施工后布设拱顶沉降和水平收敛A，二层支护施工后再次布设拱顶沉降和水平收敛A，中台阶二层支护施工后布设水平收敛B；步骤8，记录监控量测数据，直至变形速率满足拱顶沉降变形速率小于第一预定值，水平收敛速率小于第二预定值，即进行防水结构和二次衬砌7施作；步骤9，当施工段与所述超前预支护(1)的末端之间的距离大于距离阈值时，则重复步所述骤2～8进行隧道施工；当施工段与所述预支护的末端之间的距离小于或者等于所述距离阈值时，则重复所述步骤1～8进行隧道施工，直至完成大埋深软岩大变形施工。由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例中，针对深埋双线铁路隧道极严重大变形段的挤压变形控制，通过施做超前预支护1、双层支护3和5、长短锚杆8和9径向注浆加固控制空间效应产生的挤压变形，根据长期监控量测变形数据，合理制定二次衬砌施做时机，保证衬砌结构安全的同时控制岩体流变产生的持续挤压变形，增加了施工的安全性。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术大埋深软岩隧道大变形控制方法的流程示意图；图2为本专利技术支护结构示意图；图3为本专利技术施工纵剖面示意图；图中：1为超前预支护；2为初喷混凝土；3为一层支护结构；4为一层支护钢架；5为二层支护；6为二层支护钢架；7为衬砌结构；8为短锚杆；9为长锚杆；10为预留核心土；11为上台阶；12为中台阶；13为下台阶；14为仰拱。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本专利技术实施例的限定。如图1所示，为本专利技术所述的一种大埋深软岩隧道大变形控制方法，包括：步骤1，隧道开挖穿越大埋深软岩段时，对拱部120°范围内的围岩进行超前预支护加固处理，在所述围岩上方设置超前预支护1；步骤2，所述超前预支护1施工完成后，进行隧道开挖，开挖方法采用三台阶法预留核心土，同时开挖上台阶11、中台阶12、下台阶13；其中所述中台阶12和下台阶13错步开挖；步骤3，开挖后对初露围岩进行混凝土初喷2，并施做一层支护3；步骤4，完成一层支护3后，施工系统锚杆，上台阶11采用短锚杆8，中台阶12、下台阶13采用长锚杆9，长锚杆9同时进行注浆加固；步骤5，对二层支护5施工，上台阶11在距离掌子面预定距离的喷射混凝土表面进行二层支护5的施工，中台阶12、下台阶13在距离掌子面2～3榀位置进行二层支护5施工；步骤6，下台阶施工完成后，进行仰拱14施工；首先施工一层支护3仰拱，再施工二层支护5仰拱，施工完成后进行防水结构施工，同时施工仰拱衬砌结构、仰拱填充；步骤7，施工过程进行监控量测，上台阶一层支护施工后布设拱顶沉降和水平收敛A，二层支护施工后再次布设拱顶沉降和水平收敛A，中台阶二层支护施工后布设水平收敛B；步骤8，记录监控量测数据，直至变形速率满足拱顶沉降变形速率小于第一预定值，水平收敛速率小于第二预定值，即进行防水结构和二次衬砌7施作；步骤9，当施工段与所述超前预支护(1)的末端之间的距离大于距离阈值时，则重复步所述骤2～8进行隧道施工；当施工段与所述预支护的末端之间的距离小于或者等于所述距离阈值时，则重复所述步骤1～8进行隧道施工，直至完成大埋深软岩大变形施工。所述距离阈值为2～3m。所述第一预定值为0.4mm/d；所述第二预定值为0.6mm/d。所述一层支护3包括：型钢拱架、纵向连接筋、锁脚锚杆、钢筋网和早高强喷射混凝土。所述二层支护5的结构包括型钢拱架、纵向连接筋、钢筋网和常规喷射混凝土。所述步骤2中隧道开挖断面采用圆形轮廓的方式。本专利技术提出一种针对大深埋软岩隧道大变形的控制技术，改善初期支护结构形式、合理优化衬砌结构施做时机，达到对大深埋软岩隧道挤压变形的控制效果，实现大埋深软岩隧道的安全、经济、高效施工。主要针对深埋双线铁路隧道极严重大变形段的挤压变形控制。本专利技术通过超前预支护结构控制掌子面稳定，通过双层支护和长短锚杆组合结构控制施工期间隧道由时间和空间效应产生的收敛变形；通过大量大埋深软岩隧道变形数据统计分析，提出以收敛变形速率为判别标准的二次衬砌施做时机，在保证衬砌结构安全的前提下，实现双层支护和衬砌结构共同承载流变荷载作用。本专利技术针对深埋双线铁路隧道极严重大变形段的挤压变形控制，通过施做超前预支护1、双层支护3和5、长短锚杆8和9径向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大埋深软岩隧道大变形控制方法，其特征在于，包括：/n步骤1，隧道开挖穿越大埋深软岩段时，对拱部120°范围内的围岩进行超前预支护加固处理，在所述围岩上方设置超前预支护(1)；/n步骤2，所述超前预支护(1)施工完成后，进行隧道开挖，开挖方法采用三台阶法预留核心土，同时开挖上台阶(11)、中台阶(12)、下台阶(13)；/n步骤3，开挖后对初露围岩进行混凝土初喷(2)，并施做一层支护(3)；/n步骤4，完成一层支护(3)后，施工系统锚杆，上台阶11采用短锚杆(8)，中台阶(12)、下台阶(13)采用长锚杆(9)，长锚杆(9)同时进行注浆加固；/n步骤5，对二层支护(5)施工，上台阶(11)在距离掌子面预定距离的喷射混凝土表面进行二层支护(5)的施工，中台阶(12)、下台阶(13)在距离掌子面2～3榀位置进行二层支护(5)施工；/n步骤6，下台阶施工完成后，进行仰拱(14)施工；具体为：首先施工一层支护3仰拱，再施工二层支护(5)仰拱，施工完成后进行防水结构施工，同时施工仰拱衬砌结构、仰拱填充；/n步骤7，施工过程进行监控量测，上台阶一层支护施工后布设拱顶沉降和水平收敛A，二层支护施工后再次布设拱顶沉降和水平收敛A，中台阶二层支护施工后布设水平收敛B；/n步骤8，记录监控量测数据，直至变形速率满足拱顶沉降变形速率小于第一预定值，水平收敛速率小于第二预定值，即进行防水结构和二次衬砌7施作。/n...

【技术特征摘要】
1.一种大埋深软岩隧道大变形控制方法，其特征在于，包括：
步骤1，隧道开挖穿越大埋深软岩段时，对拱部120°范围内的围岩进行超前预支护加固处理，在所述围岩上方设置超前预支护(1)；
步骤2，所述超前预支护(1)施工完成后，进行隧道开挖，开挖方法采用三台阶法预留核心土，同时开挖上台阶(11)、中台阶(12)、下台阶(13)；
步骤3，开挖后对初露围岩进行混凝土初喷(2)，并施做一层支护(3)；
步骤4，完成一层支护(3)后，施工系统锚杆，上台阶11采用短锚杆(8)，中台阶(12)、下台阶(13)采用长锚杆(9)，长锚杆(9)同时进行注浆加固；
步骤5，对二层支护(5)施工，上台阶(11)在距离掌子面预定距离的喷射混凝土表面进行二层支护(5)的施工，中台阶(12)、下台阶(13)在距离掌子面2～3榀位置进行二层支护(5)施工；
步骤6，下台阶施工完成后，进行仰拱(14)施工；具体为：首先施工一层支护3仰拱，再施工二层支护(5)仰拱，施工完成后进行防水结构施工，同时施工仰拱衬砌结构、仰拱填充；
步骤7，施工过程进行监控量测，上台阶一层支护施工后布设拱顶沉降和水平收敛A，二层支护施工后再次布设拱顶沉降和水平收敛A，中台阶二层支护施工后布设水平收敛B；
步骤8，记录监控量测数据，直至变形速率满足拱顶沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭忠盛，马栋，杨旸，黄明利，李松涛，王武现，
申请(专利权)人：北京交通大学，中铁十六局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11