[发明专利]缝合带软岩单线铁路隧道水平挤压大变形的施工控制方法

说明书

本发明实施例提供了一种缝合带软岩单线铁路隧道水平挤压大变形的施工控制方法，包括：在缝合带隧道施工段进行地应力测试和岩体抗压强度测试，获得垂直隧道走向方位的主应力叠加值σ_max和岩体抗压强度σ_s；计算施工段围岩强度应力比σ_s/σ_max；根据所述施工段围岩强度应力比σ_s/σ_max，对施工段进行大变形等级判定；当所述大变形等级达到轻微～中等大变形的标准时，则继续进行以下施工；变更隧道开挖轮廓面；采用变更隧道开挖轮廓面，进行短台阶开挖施工，分步测试不同阶段松动圈范围；根据所述松动圈的测试结果，确定系统锚杆长度和补强系统锚杆长度，从而进行系统锚杆和补强系统锚杆的施工；进行隧道仰拱施工。

技术领域

本发明涉及施工领域，尤其涉及一种缝合带软岩单线铁路隧道水平挤压大变形的施工控制方法。

背景技术

板块缝合带意指不同大陆或岛弧在板块运动中碰撞衔接的部分。由于缝合带衔接的板块边界地质体地理位置曾相距甚远，受长期地壳运动汇聚过程的俯冲、折返等往复的构造作用影响，通常表现出岩石矿物组分冗杂，岩体结构形式多变，地质体内赋存高压、高应变、高应力等复杂的构造特征。隶属印支陆块区的中南半岛是由多组块地拼接而成的复杂地质构造结构，在地史演化进程中，不同地质历史阶段造成大地构造演化，造成多条板块缝合带错落交织，岩石强度松软，岩体节理裂隙发育，施工隧道易受地层构造应力影响，引发不同方位的挤压变形破坏问题，造成掌子面垮塌，初期支护钢架扭曲变形侵限，喷射混凝土开裂脱落，严重威胁施工作业人员安全，影响施工工期进度。

炭质板岩作为变质岩的一种，多以板状或层状结构形式赋存于深部地层，因其层间结构面裂隙发育、矿物组分不同，赋存环境迥异，造成岩体力学性能的差别，施工期间揭示的炭质板岩因受地质构造影响，多表现出薄层结构，抗压强度低，流变效应显著等特征。单线铁路隧道受“瘦高形”断面结构形式影响，拱墙承受侧向挤压荷载产生挠曲，钢架连接部位形成薄弱环节。而隧道施工期间周边构造应力重分布并形成卸荷空间，炭质板岩在构造应力作用产生剪切蠕动、层间弯曲变形或蠕变效应，加剧结构向净空挠曲变形，致使初期支护形成挤压变形。

现阶段随着泛亚铁路运输网络建筑计划的逐步实施，中南半岛印支地块的长大铁路隧道安全快速施工成为建设项目的关键任务，其不同于单一大陆地质构造，是由多组地块之间的碰撞结合带和造山组合经长期演化汇聚而成的复合大陆，线路跨越多组缝合带，造成区域原始构造地应力场极其复杂，加之部分国家经济落后，建设资源和地质资料匮乏，国际上相关理论支撑不足，缺乏施工经验，导致隧道施工期间拱腰边墙多处严重变形侵限破坏。

发明内容

本发明的实施例提供了一种缝合带软岩单线铁路隧道水平挤压大变形的施工方法，能够提高系统锚杆支护作用效果，有效控制轻微～中等大变形现象。

一种缝合带软岩单线铁路隧道水平挤压大变形的施工控制方法，所述方法包括：

步骤1，在缝合带隧道施工段进行地应力测试和岩体抗压强度测试，获得垂直隧道走向方位的主应力叠加值σ_max和岩体抗压强度σ_s；

步骤2，根据所述主应力叠加值σ_max和所述岩体抗压强度σ_s，计算施工段围岩强度应力比σ_s/σ_max；根据所述施工段围岩强度应力比σ_s/σ_max，对施工段进行大变形等级判定；当所述大变形等级达到轻微～中等大变形的标准时，则继续进行以下施工；

步骤3，变更隧道开挖轮廓面；

步骤4，采用变更隧道开挖轮廓面，进行短台阶开挖施工，分步测试不同阶段松动圈范围；根据所述松动圈的测试结果，确定系统锚杆长度和补强系统锚杆长度，从而进行系统锚杆和补强系统锚杆的施工；