[发明专利]一种绿泥石片岩地层大跨度隧道的大变形控制方法

说明书

本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及一种绿泥石片岩地层大跨度隧道的大变形控制方法。所述方法根据隧道围岩条件，将绿泥石片岩地层大跨度隧道的大变形划分为五个变形等级；针对每个变形等级，分别确定相应的大跨度隧道变形控制措施，以确保隧道支护结构安全稳定，避免隧道变形侵限。

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及一种绿泥石片岩地层大跨度隧道的大变形控制方法。

背景技术

绿泥石片岩是一种以绿泥石为主要矿物成分的区域变质岩，呈片状构造，遇水崩解且易软化，属于典型软岩，承载能力低、变形能力强，即使隧道开挖初期揭露为较完整的围岩，在短时间内也会产生大变形而难以自稳。如果揭露围岩完整性较差，直接开挖将无法维持围岩的初期稳定，甚至在开挖过程中发生大规模塌方，给隧道施工带来极大困难。尤其对于深埋的单洞三车道公路隧道等这类大跨度隧道，开挖对围岩的扰动范围大，加上地应力水平又高，产生挤压大变形则成为必然现象，若措施选择失当，极易造成隧道支护变形侵限、喷射混凝土开裂剥落、钢架扭曲断裂、二次衬砌开裂掉块甚至垮塌、边墙下沉等病害，导致工期延误、费用剧增、安全失控。

因此，合理地预测绿泥石片岩地层大跨度隧道的大变形等级并采取相应的控制措施，以避免隧道变形侵限、保障隧道施工安全、支护结构稳定及造价可控，就显得尤其重要。然而，目前尚无针对绿泥石片岩地层大跨度隧道的大变形分级方案以及相应的控制措施，有必要通过详细地质勘察、现场实践总结和试验研究等手段，在了解不同围岩条件下绿泥石片岩物理力学特性的基础上，确定绿泥石片岩地层大跨度隧道的大变形分级方案及相应的控制措施。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种绿泥石片岩地层大跨度隧道的大变形控制方法，所述方法能够合理地预测绿泥石片岩地层大跨度隧道在不同围岩条件下的大变形等级并采取相应的控制措施，避免隧道变形侵限，保障隧道支护结构安全稳定，而且造价可控。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种绿泥石片岩地层大跨度隧道的大变形控制方法，所述方法根据隧道围岩条件，将绿泥石片岩地层大跨度隧道的大变形划分为五个变形等级；针对每个变形等级，所述五个变形等级为：极严重大变形、严重大变形、中等大变形、轻微大变形和无大变形，分别确定相应的大跨度隧道变形控制措施，以确保隧道支护结构安全稳定，避免隧道变形侵限。

进一步地，所述大跨度隧道为单洞三车道公路隧道，或具有相同跨度的其他隧道。

进一步地，由于软岩隧道大变形与围岩的物理力学性质和地应力水平密切相关，不同围岩条件（包括绿泥石片岩的主要矿物成分、岩体强度、岩体完整性和地下水情况等）时，隧道大变形的量级、围岩压力的大小也各不相同，若采取一致的大变形控制措施显然是不合理的；通过划分不同大变形等级，进而采取相应的大变形控制措施，对于绿泥石片岩地层大跨度隧道的设计、施工和管理具有重要的指导意义。

所述极严重大变形对应的隧道围岩条件为：隧道围岩由单一的绿泥石片岩构成，岩体的饱和单轴抗压强度R_c＜5MPa，呈粉末状或散体状结构；

所述严重大变形对应的隧道围岩条件为：隧道围岩为绿泥石片岩，含少量石英脉，石英含量小于20%，有地下水，岩体的饱和单轴抗压强度R_c=5~10 MPa，岩体完整性系数K_v≤0.15，呈碎裂状或散体状结构；

所述中等大变形对应的隧道围岩条件为：隧道围岩为绿泥石片岩，含少量石英脉，石英含量小于20%，无地下水，岩体的饱和单轴抗压强度R_c=10~20 MPa，岩体完整性系数K_v为0.15~ 0.35，呈层厚小于10cm的薄层状或碎裂状结构；