隧道工程中的若干工程地质问题课程方案.pptVIP

隧道工程中的若干地质问题;隧道的基本工程地质问题 围岩类型与围岩质量 围岩应力场与围岩压力 围岩的变形破坏模式 隧道围岩支护;一、隧道的基本工程地质问题;2007年：隧道2555.5km / 4673座。 2030年：8.5万km “7918网”，隧道大量增加。;GPS大地形变速率图 －中国地震局; 我国大于70%地区属于沉积岩变质岩区域，交通线路大部分穿越层片状围岩。;收敛变形达1000mm;——胡麻岭隧道进口段，湿陷性黄土渗水崩解、液化，开挖400m，塌方40次;——新寨隧道，千枚岩，不对称变形，锚索加固;;;;;隧道的基本工程地质问题;隧道工程地质研究的基本方法;二、围岩结构类型与岩体质量;3.1 围岩的地质结构类型;基于层状围岩变形机理细化层状岩体结构分类;3.2 围岩质量分级体系与规范方法 坚硬程度+完整性;现有岩体分级方法：;RMR方法：;Q方法：;岩体质量级别;3.3 特殊围岩;胡麻岭隧道进口段黄土;古迹坪隧道进口段半成岩砂岩; 兰渝铁路桃树枰隧道，全长3220m，为第三系含水未成岩砂岩，自稳能力差，无胶结，稍有扰动即成松散粉状结构，呈流塑状，原定为III～IV级围岩。平均每个工作面月进度不足15m，设置5座斜井，严重影响兰州铁路枢纽的运输过渡，投资也大大增加。大部分变更为Ⅵ级围岩。;兰新线金瑶岭隧道D石英砂岩（III变V级）;——新寨隧道，千枚岩，不对称变形，锚索加固;关于围岩分类与分级方法相互脱离的问题;3.4 围岩分级的统计岩体力学方法;围岩分级的统计岩体力学方法;三、围岩应力场与围岩压力;2.1 围岩弹性应力场及其影响因素;影响因素分析： 远场应力状态影响：埋深与构造应力;地应力量值的平移换算;远场应力状态的现场判断;岩体变形参数：泊松比，各向异性;介质各向异性;隧道断面形状：圆、椭圆、曲率变化;群洞效应： 叠加效应 与距离;新城子隧道;2.3 围岩压力与高地应力软岩的增强效应;围岩的自稳潜力;岩体自稳潜力的概念 岩体在天然状态下保持自身稳定性的潜在能力。决定于岩体的地质结构、应力场的共同作用。;高地应力下软岩的围岩压力增强效应;;围岩变形破坏的常见模式 硬脆性围岩变形破坏模式 软弱围岩的变形破坏模式 TBM掘进速率??围岩变形的竞争问题;4.1 围岩变形破坏的常见模式;刀片状剥离;;岩爆的张剪性成因-格里菲斯模型； 随着应力圆左移，破裂角减小。当纯张破裂时为0°。;释放能量:;4.3 软弱围岩的变形破坏模式;胡麻岭隧道进口段黄土; 兰渝铁路桃树枰隧道，全长3220m，为第三系弱成岩砂岩，自稳能力差，稍有扰动即成松散粉状结构，呈流塑状。设置5座斜井，但每个工作面月进度不足15m，严重影响施工进度，投资也大大增加。原定为III～IV级围岩，大部分变更为Ⅵ级围岩。;兰新线金瑶岭隧道D石英砂岩（III变V级）;水敏型软岩：遇水软化或解体的岩类 黄土、粘土类岩，泥钙质胶结岩，片岩类岩;;;隧道围岩拱顶下沉为主，各部位位移量随着泥岩夹层厚度的增大而增大;拱脚部位发生弯折和滑移变形，变形主要受较软的泥岩夹层控制，各部位位移量随着泥岩夹层厚度的增大而增大。;拱顶部位顺层滑移、掉块 侧壁弯折、内挤 软硬互层状围岩沿软弱夹层滑移和挤出;倾斜层状（洞轴向与岩层走向平行）;岩层倾向为0度时：拱顶弯折下沉、左右两拱肩的剪切滑移变形 岩层倾向为0～90度时：右侧拱肩部位的弯折与滑移 岩层倾向为90度时：右侧拱肩和左侧拱脚部位的弯折与滑移变形、左侧拱肩和右侧拱脚部位的剪切滑移和挤出变形。 岩层倾向为90～180度时：左侧拱脚部位的弯折与滑移 岩层倾向为180度时：底鼓变形 岩层倾向为180～270度时：右侧拱脚部位的弯折与滑移 岩层倾向为270度时：左侧拱肩和右侧拱脚部位的弯折与滑移变形、右侧拱肩和左侧拱脚部位的剪切滑移和挤出变形。 岩层倾向为270～360度时：变形主要集中在左侧拱肩部位的弯折与滑移 ;围岩岩性;4.4 TBM掘进速率与围岩变形的竞争问题; ;五、隧道围岩支护;岩体质 量分级;5.1 高地应力下围岩的脆性破坏—岩爆的防护 控制张剪性破坏 初支二衬能满足;5.2 特殊围岩支护方法的有效性问题;;顺层锚杆不起作用;5.3 围岩的非对称支护问题;对称面;;;谢 谢！