高地应力深埋软岩隧道大变形动态分级控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高地应力深埋软岩隧道大变形动态分级控制方法及系统，对围岩的变形进行分级管理和动态控制，确定了不同变形阶段的控制基准和控制方法，明确了主动支护措施和被动支护措施的支护时机，符合高地应力深埋软岩隧道“让抗结合、先让后抗”的控制理念。的控制理念。的控制理念。

【技术实现步骤摘要】
高地应力深埋软岩隧道大变形动态分级控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及隧道工程领域，特别是一种高地应力深埋软岩隧道大变形动态分级控制方法及装置。

技术介绍

[0002]深部岩体构造复杂，地应力高，由高地应力引发的软岩大变形属于挤压性大变形。高地应力深埋软岩隧道的变形控制一直是困扰广大隧道建设者的工程难题。软岩隧道大变形的控制总原则是把开挖后的围岩变形控制在容许范围之内。对于高地应力深埋软岩隧道，变形的控制还应遵循“让抗结合、先让后抗”的控制理念。在早期允许围岩和支护结构发生一定的变形，以充分释放围岩中积累的变形能。“让压”措施包括加大预留变形量和采用柔性初期支护。常见的柔性初期支护结构有低刚度钢拱架、可缩式钢架、可压缩缓冲层等。而在变形后期为保证隧道稳定、防止围岩松动破坏，应采取主动支护或被动支护的方式，提高围岩或支护结构的“抗压”能力。主动支护指主动提高隧道围岩的力学参数，充分调动围岩的自承载能力，包括开挖前的超前预加固和开挖后的断面围岩加固。超前预加固主要包含超前预注浆、超前小导管和超前管棚。断面围岩加固包括增设加强锚杆和围岩径向注浆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高地应力深埋软岩隧道大变形动态分级控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据围岩强度应力比R
c
/P0、隧道相对变形量ε和相对变形速率η，确定隧道大变形等级，根据所述隧道大变形等级拟定隧道预留变形量u1；P0为隧道施工掌子面位置的地应力大小；R
c
为围岩的饱和单轴抗压强度；S2、当隧道的相对变形速率η>0.8％
·
d
‑1时，判定需采用超前支护主动加固掌子面前方的围岩，进入步骤S3；当相对变形速率η<0.8％
·
d
‑1时，直接进入步骤S3；d表示单位“天”；S3、判定分台阶分步开挖隧道，封闭成环施作柔性初期支护；S4、当累计变形量u大于第一预警值，且变形速率v≠0时，判定需采用主动支护法加固初期支护背后的围岩；否则，判定施作隧道二次衬砌，进行下一循环的隧道开挖支护；当累计变形量u持续增长至大于第二预警值，且变形速率v≠0时，判定需采用被动支护法提高初期支护刚度控制围岩变形；否则，判定施作隧道二次衬砌，进行下一循环的隧道开挖支护；当累计变形量u仍持续增长至超过预留变形量u1，则待v＝0后，判定需拆除侵限初期支护、扩挖隧道断面，加大预留变形量至u2，施作加强初期支护；否则，判定施作隧道二次衬砌，进行下一循环的隧道开挖支护；S5、重复步骤S4，直至初期支护最终的累计变形u控制在预留变形范围u
i
内；其中，所述第一预警值＜第二预警值＜u1。2.根据权利要求1所述的高地应力深埋软岩隧道大变形动态分级控制方法，其特征在于，隧道相对变形量ε的计算公式为：其中，R0为隧道的等效半径；u0为已施工段隧道的最大变形量。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：施成华，郑可跃，赵前进，王祖贤，彭铸，雷明锋，贾朝军，杨伟超，龚琛杰，黄娟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：