人防软岩隧道支护技术的研究与应用.pdfVIP

第 24卷第 1期 徐 州 工 程 学 院 学 报 (自然 科 学 版 ) 2009年 3月 V01．24No．1 JournalofXuzhou InstituteofTechnology (NaturalSciencesEdition) MAR．2009 人防软岩隧道支护技术的研究与应用 李玉辉 ，李国富。，戴铁丁 (1．徐 州市人 民防空办公室，江 苏 徐州 221003；2．徐州工程学院，江苏 徐 州 221008) 摘 要 ：根据软岩大地压、难支护和持续变形破坏的工程特征，提 出了软岩隧道关键部位的支 护概念，并分析 了关键部位的支护原理．工程实践 中采用非等强耦合控制技术与注浆强化技术对关 键部位实施二次支护 ，成功控制了围岩的变形 ，保证 了隧道工程的稳定．该控制技术具有简单、安全 可靠、掘进速度快、支护费用低等优点，可推广应用． 关键词：软岩隧道 ；关键部位；支护 中图分类号：TU927 文献标志码 ：A 文章编号 ：1674—358X(2009)01—0025—04 软岩渗透于地下工程 的多个领域 ，是地下工程的一大灾害．近年来 ，随着交通 、能源、冶金 、水利 、城市建 设等基础工程开挖深度的加大 ，软岩问题更加突出． 本研究通过对 围岩变形破坏机理 、围岩应力发展变化过程及转移模式的分析 ，并在工程正反监测的基础 上 ，提出了“隧道关键部位”控制理论和技术．该技术和传统支护技术相 比，能预测隧道破坏与需要支护的关 键部位 ，并在关键部位加强支护 ，予以控制．这种控制方法不仅简单 、施工速度快 ，还可大幅度 降低支护控制 费用． 1 关键部位耦合控制原理 现有研究与实践表明，无论是新开隧道 ，还是多次修复的隧道，其隧道支护体在变形破坏中是一个过程， 它总是从某一个或几个部位首先产生变形、损伤、破坏 ，进而导致整个支护体失稳破坏倒塌 ，给支护造成巨大 的困难．在隧道开掘维护过程 中，如能准确预测并确定首先破坏的部位，进而实施耦合支护控制 ，即可以较小 投资和支护代价而达到对围岩进行有效控制的 目的，从而避免因 U 支护不及时不到位 ，而导致整个支护体 的破坏．为达到以上支护 目的，预测隧道破坏部位极为关键，故此把隧道 中破坏和予以控 制的部位称为 “关键部位”，而 “关键部位”控制 的合理与否 ，直接 决定着整个隧道的变形与稳定状况． 图 1为关键部位变形破坏所引起的整个隧道 的稳定状况．曲 线 1是隧道加速变形曲线 ，反映了该关键部位 的围岩和支护体 的 联合强度远低于支护荷载 ，经历 了一段减速变形后在荷载作用下 变形急速增加而造成整个 隧道破坏 ；曲线 2是缓慢减速变形 ，反 映了该关键部位围岩和支护体的联合强度仍然低于荷载；第三种 图 1 关键部位类型对隧道支护控制曲线 类型曲线特征是减速一恒速--JJu速变形型，说明了该关键部位的 Fig·1 Controlcurvesoftunnel 围岩和支护体共 同作用强度仍略低于荷载 ；曲线 4是减速稳定 suPP。nindifferenkeyposii。n 型，反映了支护体和围岩相互作用是耦合的．前三种类型曲线都是关键部位不耦合的变形曲线特征 ，最后一 种是耦合的特征曲线 ． 收稿 日期：2008-09—19 基金项 目：国家 自然科学基全资助项 目 ；中国矿业大学煤炭资源与安全开采 国家重点实验室基金资助项 目(07KF02)；江苏省高校 自然科学基础研 究面上项 目(07KJD580205) 作者简介：李玉辉(1955一)，男，江苏徐州人，高级工程师，主要从事地下工程研究． 通讯作者 ：李国富(1962-)，男，河南焦作人 ，教授 ，博士研 究生，主要从事岩土工程研 究． · 25 · 徐州工程学院学报(自然科学版) 2009年第 1期 关键部位耦合支护技术 ，决定着隧道支护的成败 ，工程中对关键部位的确定可根据现场 目测或仪器监测