張健儒

(中鐵隧道集團(tuán)有限公司，河南 洛陽 471009)

山嶺隧道軟弱圍巖工程地質(zhì)特性及施工對策

張健儒

(中鐵隧道集團(tuán)有限公司，河南 洛陽 471009)

如何在軟弱圍巖地質(zhì)條件下安全快速地修建長大隧道是當(dāng)前隧道工程界面臨的重要課題之一，尤其是當(dāng)隧道穿越高地應(yīng)力軟弱圍巖時，常常形成大變形等地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重影響施工安全和進(jìn)度。通過對軟弱圍巖工程地質(zhì)特性、軟巖隧道變形機(jī)制及變形控制基本理念進(jìn)行分析，并結(jié)合相關(guān)工程實(shí)例提出軟巖隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性評判標(biāo)準(zhǔn)及施工應(yīng)采取的相應(yīng)對策。認(rèn)為：1)軟弱圍巖隧道由于支護(hù)參數(shù)、施工方法選擇不當(dāng)，支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度不足以抵抗較高的圍巖壓力時，往往會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)大變形和破壞；2)軟巖地段初期支護(hù)承受施工期間全部荷載，二次襯砌需承受后期圍巖流變產(chǎn)生的荷載，軟巖隧道襯砌應(yīng)通過增設(shè)鋼筋、加大厚度等方式增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；3)超前支護(hù)與加固技術(shù)可提高圍巖的自承能力并減小作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載，且應(yīng)當(dāng)成為當(dāng)前軟弱圍巖隧道施工技術(shù)研究的發(fā)展方向；4)在高地應(yīng)力山嶺隧道方面，應(yīng)進(jìn)一步開展施工階段地應(yīng)力測試，以利于針對性地選擇施工方法和支護(hù)參數(shù)。

山嶺隧道；軟弱圍巖；變形機(jī)制；高地應(yīng)力；施工對策

0 引言

隨著我國鐵路及公路建設(shè)事業(yè)的大發(fā)展，長大山嶺隧道不斷出現(xiàn)。近年來，隧道工程穿越軟巖地層的工程實(shí)例也越來越多。如何在軟弱圍巖地質(zhì)條件下安全快速地修建長大隧道工程是當(dāng)前隧道工程界面臨的重要課題之一。尤其是當(dāng)隧道穿越高地應(yīng)力軟弱圍巖時，常常形成大變形等地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重影響施工安全和進(jìn)度。文獻(xiàn)[1] 針對深埋高地應(yīng)力條件下軟巖隧道結(jié)構(gòu)變形控制進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[2-3]針對高地應(yīng)力條件下隧道工程輔助坑道施工期間支護(hù)變形開裂的整治措施進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[4]通過介紹蘭渝鐵路兩水隧道施工中應(yīng)用的幾種工法，并進(jìn)行各種比選，認(rèn)為大拱臺階法比較適合于雙線軟巖隧道的施工，能較好地控制圍巖變形。目前預(yù)防和治理隧道大變形已成為隧道工程界一項(xiàng)世界級難題。

近年來，筆者有幸參加了新建蘭州至重慶鐵路夏廣段木寨嶺特長隧道的施工建設(shè)，對高地應(yīng)力地區(qū)軟弱圍巖復(fù)雜地質(zhì)條件下山嶺隧道施工難度有著切身體會。木寨嶺隧道斜井及正洞前期施工過程中由于支護(hù)選擇偏弱，不同程度地發(fā)生了初期支護(hù)變形開裂侵限等病害，給工程的安全和進(jìn)度造成了極大影響。施工中后期多采用H150、H175等型鋼鋼架結(jié)合錨桿和噴射混凝土進(jìn)行支護(hù)，隧道變形問題基本得到了有效控制。

本文通過對軟弱圍巖工程地質(zhì)特性、軟巖隧道變形機(jī)制及變形控制基本理念分析提出山嶺軟巖隧道施工對策，并對當(dāng)前軟巖隧道修建過程中存在的問題進(jìn)行探討。

1 軟弱圍巖工程地質(zhì)特性

圍巖是指受隧道開挖影響而發(fā)生應(yīng)力狀態(tài)改變的周圍巖土體。根據(jù)巖土體的強(qiáng)度可將圍巖分為堅(jiān)硬圍巖和軟弱圍巖2類。按照圍巖級別多劃分為Ⅳ～Ⅵ級圍巖。軟弱圍巖一般有以下突出特點(diǎn)：

1)巖石強(qiáng)度低。根據(jù)我國《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》[5]、《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》[6]等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，一般將單軸飽和抗壓強(qiáng)度低于30 MPa的巖石稱為軟質(zhì)巖或軟巖。軟質(zhì)巖主要包括未成巖的巖石、已風(fēng)化的巖石以及含有軟弱礦物的巖石。典型巖石有泥巖、砂巖、千枚巖、炭質(zhì)板巖及絹云母片巖等。

2)巖體破碎。受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴(yán)重的堅(jiān)硬巖石也可稱為軟弱圍巖。若硬質(zhì)巖石受到強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動影響，導(dǎo)致節(jié)理、裂隙、斷層等結(jié)構(gòu)面發(fā)育，會造成圍巖強(qiáng)度降低、自穩(wěn)性變差。

3)圍巖賦存環(huán)境差。隧道圍巖一旦賦存于富水、高地應(yīng)力等不良地質(zhì)環(huán)境中將極易引起涌水、塌方等地質(zhì)災(zāi)害。賦存于這些不良地質(zhì)環(huán)境下的圍巖亦可稱為軟弱圍巖。

2 軟巖隧道變形機(jī)制

由于隧道開挖不可避免要對圍巖產(chǎn)生擾動，隧道開挖打破了原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，會出現(xiàn)應(yīng)力重新分布和動態(tài)調(diào)整。由于軟巖強(qiáng)度低、對工程擾動極其敏感，在受拉和受壓條件下將產(chǎn)生塑性區(qū)，使圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形。軟弱圍巖隧道開挖后突出表現(xiàn)在圍巖松弛壓力大，初期支護(hù)承受壓力大。

按照結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本原理，將隧道初期支護(hù)看作是由錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土、鋼架等支護(hù)手段組成的復(fù)合體。該復(fù)合體是具有一定強(qiáng)度和剛度的承載結(jié)構(gòu)。軟巖隧道的開挖過程同時也是周邊擾動圍巖對初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的逐級逐次加載過程。當(dāng)作用在初期支護(hù)上的圍巖擾動荷載未超出結(jié)構(gòu)本身的極限承載力的時候，結(jié)構(gòu)將處于穩(wěn)定狀態(tài)，同時支護(hù)結(jié)構(gòu)會因?yàn)楹奢d的不斷增加發(fā)生變形。一旦圍巖擾動產(chǎn)生的荷載超出初期支護(hù)結(jié)構(gòu)極限承載力，支護(hù)結(jié)構(gòu)將會失穩(wěn)破壞，突出表現(xiàn)為鋼架扭曲、噴層開裂掉塊，結(jié)構(gòu)變形出現(xiàn)突變等。

由以上分析可以看出，軟弱圍巖大變形是指在隧道開挖形成臨空面以后圍巖受自重應(yīng)力及構(gòu)造應(yīng)力的影響發(fā)生朝向隧道凈空的變形。由于軟巖受擾后應(yīng)力重分布時間相對較長，變形量相對較大，同時產(chǎn)生了一定的塑性圈(即松動圈)，若不適時采取相應(yīng)措施，塑性圈會發(fā)生進(jìn)一步變化，繼而引起新的應(yīng)力重分布，這是軟弱圍巖不同于硬質(zhì)圍巖的特點(diǎn)，這也是復(fù)雜應(yīng)力條件下軟弱圍巖本身固有的特性，屬于客觀因素；而由于支護(hù)參數(shù)、施工方法選擇不當(dāng)，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度不足以抵抗較高的圍巖壓力而出現(xiàn)大變形和結(jié)構(gòu)破壞，則屬于主觀因素。

3 地應(yīng)力對軟巖隧道工程的影響

3.1 地應(yīng)力基本概念

地應(yīng)力是存在于地殼中的未受工程擾動的天然應(yīng)力，也稱巖體初始應(yīng)力、絕對應(yīng)力或原巖應(yīng)力。地質(zhì)力學(xué)認(rèn)為﹐地殼內(nèi)的應(yīng)力活動是使地殼克服阻力﹑不斷運(yùn)動發(fā)展的原因。地殼各處發(fā)生的形變(如褶皺﹑斷裂)等都是地應(yīng)力作用的結(jié)果。

通常地殼內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)不盡相同﹐并且應(yīng)力隨(地表以下)深度的增加而增加。由于所處的構(gòu)造部位和地理位置不同﹐各處的應(yīng)力增加的梯度也不相同，重力和構(gòu)造應(yīng)力是地應(yīng)力的主要組成因素。

文獻(xiàn)[5]和文獻(xiàn)[7]顯示初始應(yīng)力的分布有以下主要規(guī)律：

1)巖體的初始應(yīng)力絕大部分是以水平應(yīng)力為主的三向不等壓的空間應(yīng)力場，3個主應(yīng)力的大小和方向是隨著時間和空間變化的，是一個非穩(wěn)定的應(yīng)力場。

2)實(shí)測的垂直應(yīng)力基本上等于上覆巖體重力。

即：σv=γH=0.027H。

式中：σv為垂直原巖應(yīng)力，MPa；H為計(jì)算點(diǎn)到地表的垂直距離，m。

3)水平應(yīng)力普遍大于垂直應(yīng)力。

3.2 高地應(yīng)力定義

一般認(rèn)為，高地應(yīng)力是指初始應(yīng)力特別是其水平初始應(yīng)力分量大大超過其上覆蓋層的巖體的重力。

GB 50218—1994《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》[5]規(guī)定：

1)Rc/σmax=4～7時為高地應(yīng)力，軟質(zhì)巖巖芯有餅化現(xiàn)象，軟巖隧道開挖過程中洞壁巖體位移顯著，持續(xù)時間長，成洞性差(其中：Rc為巖樣飽和抗壓強(qiáng)度，MPa；σmax為垂直洞軸線方向的最大初始應(yīng)力，MPa)。

2)Rc/σmax<4時為極高地應(yīng)力，軟質(zhì)巖巖芯常有餅化現(xiàn)象，軟巖隧道開挖過程中洞壁巖體有剝離，位移極為顯著，甚至發(fā)生大變形，持續(xù)時間長，不易成洞。

目前山嶺隧道勘測設(shè)計(jì)階段通常采用地面垂直鉆孔獲取應(yīng)力值，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料來綜合判斷隧址區(qū)的地應(yīng)力情況。而在隧道開挖以后通過原位測試獲取地應(yīng)力資料的方法在工程實(shí)踐中采用較少。

3.3 高地應(yīng)力對隧道工程的影響

高地應(yīng)力對隧道工程造成的災(zāi)害最典型為：對硬脆性巖體而言為巖爆，對軟巖則為洞室大變形。由于長大山嶺隧道通常埋深較大，洞室開挖后軟弱圍巖在自重應(yīng)力場和水平地應(yīng)力場的共同作用下往往會發(fā)生較大變形。

4 軟弱圍巖隧道變形控制基本理念

文獻(xiàn)[7]將軟弱圍巖隧道變形控制的理念主要?dú)w納為2個截然相反的思路：一個是為了減輕作用在支護(hù)上的荷載，容許一定位移；一個是為了控制圍巖松弛而盡可能早地控制位移，即“柔性支護(hù)”和“剛性支護(hù)”控制變形的理念。

4.1 柔性支護(hù)

柔性支護(hù)控制變形的理念是允許圍巖變形，釋放地應(yīng)力，減小支護(hù)壓力，同時又能約束圍巖松弛和過度變形，保持隧道穩(wěn)定。通常的做法是在超前支護(hù)下開挖后先施作第1層支護(hù)約束圍巖的變形，而后在距掌子面后方一定距離進(jìn)行2次補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)使隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，必要時采用錨索以及適時注漿補(bǔ)強(qiáng)等支護(hù)措施控制圍巖和結(jié)構(gòu)變形。

4.2 剛性支護(hù)

剛性支護(hù)控制變形通常是指采取提高圍巖的自承能力和加強(qiáng)支護(hù)及襯砌的強(qiáng)度和剛度來控制變形。提高圍巖自承能力的措施有超前預(yù)注漿加固地層、水平旋噴、超前大管棚等支護(hù)手段。加強(qiáng)支護(hù)和襯砌強(qiáng)度和剛度通常采用長錨桿、重型鋼架和加大噴射混凝土厚度等措施。

柔性支護(hù)和剛性支護(hù)對比如表1所示。

表1 柔性支護(hù)和剛性支護(hù)對比表Table 1 Comparison and contrast between flexible support and rigid support

從表1對比分析可以看出：“柔性支護(hù)”先期施作的第1層支護(hù)往往發(fā)生變形屈服破壞，后期需要進(jìn)行二次支護(hù)和補(bǔ)強(qiáng)加固，施工工序復(fù)雜、現(xiàn)場施工管理難度大；“剛性支護(hù)”施工工藝相對簡單、安全可靠性高、施工速度快。因此，對于長大隧道的施工，優(yōu)先采用“剛性支護(hù)”更容易達(dá)到快速施工的目的。

5 軟弱圍巖隧道施工對策

5.1 基本原則

通過對軟弱圍巖工程地質(zhì)特性、軟巖隧道變形機(jī)制及變形控制基本理念分析，并結(jié)合相關(guān)工程實(shí)例可以得出軟巖隧道施工應(yīng)該堅(jiān)持的基本原則有：

1)根據(jù)前期地應(yīng)力測試結(jié)果，了解區(qū)域地應(yīng)力分布狀況。

2)線路走向盡可能和最大水平主應(yīng)力方向一致，盡可能減小地應(yīng)力對隧道工程的影響。

3)隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)堅(jiān)持“剛性支護(hù)”寧強(qiáng)勿弱的原則，采用長錨桿、厚層噴射混凝土、鎖腳錨桿和重型鋼架等組合支護(hù)措施，控制圍巖變形，達(dá)到向圍巖深處轉(zhuǎn)移二次應(yīng)力的作用。

4)軟巖地段初期支護(hù)承受施工期間全部荷載，二次襯砌需承受后期圍巖流變產(chǎn)生的荷載。軟巖隧道襯砌應(yīng)通過增設(shè)鋼筋、加大厚度等方式增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

5)對于圍巖賦存環(huán)境較差，地下水較發(fā)育的地段，采用超前預(yù)注漿、水平旋噴、超前大管棚等輔助施工方法重點(diǎn)改善并加固地層，提高圍巖的自承能力，減小作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載。

6)合理選擇初期支護(hù)預(yù)留變形量。人為加大預(yù)留變形量除增加開挖支護(hù)工程量以外，初期支護(hù)鋼架和噴射混凝土也會因結(jié)構(gòu)變形過大而喪失承載能力。選擇合理的預(yù)留變形量有助于達(dá)到安全高效施工的目的。特殊地質(zhì)地段可以考慮預(yù)留二次支護(hù)的施工空間。

7)施工圖階段開展隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)計(jì)，在工程開工以后通過現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)。

8)建立初期支護(hù)穩(wěn)定性評判標(biāo)準(zhǔn)，在施工過程中實(shí)時對初期支護(hù)結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性進(jìn)行評判，指導(dǎo)現(xiàn)場工程施工。

5.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性評判標(biāo)準(zhǔn)

對于鐵路隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性評判標(biāo)準(zhǔn)初步探討如表2所示。

表2 支護(hù)結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性評判標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Criteria of safety and stability of support structure

注：表中數(shù)據(jù)為單側(cè)絕對收斂值。

施工現(xiàn)場可通過觀察初期支護(hù)結(jié)構(gòu)工程特征，結(jié)合支護(hù)結(jié)構(gòu)朝向凈空方向的累計(jì)變形情況綜合做出結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性評判，以利于采取針對性的補(bǔ)強(qiáng)加固處理措施。

6 典型工程實(shí)例

新建蘭州至重慶鐵路夏廣段木寨嶺特長隧道位于甘肅省定西市漳縣、岷縣境內(nèi)，隧道全長19.06 km，為蘭渝鐵路最長隧道，是全線重點(diǎn)控制性工程。隧道設(shè)計(jì)為雙洞單線分離式隧道，左、右線線間距為40 m，隧道最大埋深為600 m。隧道洞身穿越地層主要以二疊系板巖、砂巖及炭質(zhì)板巖為主。二疊系板巖及炭質(zhì)板巖多呈互層及夾層分布，長度占全隧的46.53%。炭質(zhì)板巖遇水易崩解軟化，圍巖穩(wěn)定性極差，加之隧址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，隧道施工難度極大，屬于極高風(fēng)險隧道。

根據(jù)地應(yīng)力測試結(jié)果隧址區(qū)最大水平主應(yīng)力值為6.34～13.79 MPa，巖樣飽和抗壓強(qiáng)度為19.26～25.45 MPa，平均強(qiáng)度為22.25 MPa。圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比一般為1.15～4.01。根據(jù)《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》判定為極高-高地應(yīng)力。

木寨嶺隧道斜井及正洞前期施工過程中由于支護(hù)選擇偏弱，不同程度發(fā)生了初期支護(hù)變形開裂侵限等病害，給工程的安全和進(jìn)度造成了極大影響。施工中后期多采用H150、H175等型鋼鋼架結(jié)合錨桿和噴射混凝土進(jìn)行支護(hù)，隧道變形基本得到了有效控制。工程施工過程中采取的主要施工對策有：

1)采用臺階法施工，臺階長度為3～5 m。

2)采用超前小導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù)，減小掌子面的先行位移，同時控制隧道開挖后的拱部坍塌。

3)鋼架架立以后及時施作鎖腳錨桿，改善初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，提高結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力。

4)及時施作初期支護(hù)仰拱，盡早實(shí)現(xiàn)初期支護(hù)全斷面閉合，縮短隧道變形收斂穩(wěn)定的時間。因?yàn)橹ёo(hù)結(jié)構(gòu)閉合與不閉合其承載力存在極大差異，對控制周邊圍巖的位移和松弛具有不可忽視的影響。

5)仰拱和襯砌緊跟開挖掌子面，做到及時封閉成環(huán)。盡可能做到仰拱距離上臺階的長度不超過35 m，襯砌距離上臺階的長度不超過70 m。

6)襯砌采用鋼筋混凝土，防止后期結(jié)構(gòu)變形開裂。

7 結(jié)論與體會

在復(fù)雜地質(zhì)條件下修建軟弱圍巖隧道，面臨的困難和挑戰(zhàn)是非常大的。軟巖隧道如何在保證施工安全的前提下實(shí)現(xiàn)快速和經(jīng)濟(jì)的目的是今后研究的主要方向。當(dāng)前我國軟弱圍巖施工和國外先進(jìn)技術(shù)相比仍然存在一定的差距。通過工程實(shí)踐，有以下體會：

1)按照新奧法設(shè)計(jì)原理，隧道初期支護(hù)為承載結(jié)構(gòu)，二次襯砌作為安全儲備并起到飾面作用。軟弱圍巖隧道在支護(hù)及襯砌施工完成后，隧道結(jié)構(gòu)還要承擔(dān)后期圍巖松弛和蠕變荷載。因此，軟巖隧道初期支護(hù)要承擔(dān)開挖期間的全部荷載，二次襯砌還要作為受力結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載。

2)軟弱圍巖超前預(yù)加固技術(shù)的研究和開發(fā)應(yīng)該成為當(dāng)前軟弱圍巖隧道施工技術(shù)研究的發(fā)展方向。軟弱圍巖變形的一個主要特征就是掌子面前方及周邊圍巖變形較大。加強(qiáng)掌子面前方圍巖的預(yù)加固和超前支護(hù)一方面可以提高隧道開挖的安全性，另一方面也可以減少支護(hù)施工的工程量，從而達(dá)到安全快速施工的目的。

3)長大山嶺隧道受隧道埋深、圍巖巖性變化以及地質(zhì)構(gòu)造影響，地應(yīng)力對隧道施工的影響應(yīng)該是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程。盡管在勘測設(shè)計(jì)階段取得了一些寶貴的資料，但是目前在支護(hù)參數(shù)選擇方面還不能做到地應(yīng)力測試結(jié)果實(shí)時指導(dǎo)工程施工，大多數(shù)情況下僅憑經(jīng)驗(yàn)選擇支護(hù)參數(shù)。高地應(yīng)力山嶺隧道應(yīng)進(jìn)一步開展施工階段地應(yīng)力測試，以利于針對性地選擇施工方法和支護(hù)參數(shù)。

4)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)軟巖隧道在斷層破碎帶等極端惡劣的施工條件下技術(shù)研究，全面提高我國軟弱圍巖隧道整體施工技術(shù)水平。

[1]李國良，朱永全.烏鞘嶺隧道高地應(yīng)力軟弱圍巖大變形控制技術(shù)[J].鐵道工程學(xué)報，2008，3(114)：54-59.(LI Guoliang,ZHU Yongquan.Control technology for large deformation of highland stressed weak rock in Wushaoling tunnel[J].Journal of Railway Engineering Society，2008，3(114)：54-59.(in Chinese))

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[6]TB 10003—2005 鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

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國內(nèi)首次采用大直徑盾構(gòu)施工穿越長江天塹——南京地鐵10號線通車運(yùn)營

2014年7月1日，由鐵四院總體設(shè)計(jì)的南京地鐵10號線通車運(yùn)營。這是南京第一條過江地鐵，也是國內(nèi)首條穿越長江的單洞雙線大盾構(gòu)隧道地鐵線，歷經(jīng)4年建設(shè)后通車，迎接在南京舉行的第二屆青奧會。

由十三、十四、二十三局集團(tuán)等單位承建的南京地鐵10號線在江心洲站—濱江大道站區(qū)間穿越長江，長約4.2 km，是國內(nèi)最長、埋深最深、水壓最高、直徑最大的過江地鐵隧道。

隨著地鐵10號線的通車，鐵四院設(shè)計(jì)的江蘇省第一條過江隧道“逃生通道”、首套地鐵站臺屏蔽門系統(tǒng)，也將同時投入使用。與南京地鐵1號線、2號線所用安全門主要為防范落軌事故不同，10號線安裝的屏蔽門運(yùn)用整面玻璃，將地鐵軌行區(qū)和車站完全隔離，使隧道通風(fēng)系統(tǒng)和車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)相互獨(dú)立。

在過江地鐵隧道施工中，十四局集團(tuán)創(chuàng)造了大直徑盾構(gòu)日掘進(jìn)38 m、月掘進(jìn)636 m的最新紀(jì)錄，在高水壓始發(fā)、刀具更換和改進(jìn)、泥漿回打、復(fù)雜地層穿越技術(shù)等方面形成了30余項(xiàng)成果與專利，申報5項(xiàng)省部級科研成果，部分技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)空白，中國工程院錢七虎院士對此給予了高度稱贊。

全長21.6 km，設(shè)站14座的南京地鐵10號線挺進(jìn)江北，首次實(shí)現(xiàn)軌道交通打破長江天塹的阻隔，將南京城市版圖再一次向外圍拓展，對引導(dǎo)河西地區(qū)和浦口區(qū)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)城市交通與區(qū)域交通一體化具有促進(jìn)作用。

(摘自 中國鐵道建筑報 http://www.crcn.com.cn/html/2014-07/03/content_76882.htm?div=-1 )

EngineeringGeologicalPropertiesofSoftSurroundingRocksofMountain-crossingTunnelsandConstructionCountermeasures

ZHANG Jianru

(ChinaRailwayTunnelGroupCo.,Ltd.,Luoyang471009,Henan,China)

Safe and rapid construction of tunnels in soft surrounding rocks becomes more and more important.Especially when tunneling through soft surrounding rocks with high ground stress,serious deformation may occur,which may jeopardize the construction safety and the construction progress.In this paper,the engineering geological properties of soft surrounding rocks,the deformation mechanisms of tunnels in soft surrounding rocks and the basic deformation control concepts are analyzed,and the criteria for the safety and stability of the support structures of tunnels in soft surrounding rocks and the construction countermeasures are proposed.Conclusions drawn are as follows: 1)Due to the improper support parameters and construction methods adopted,the strength and rigidity of the support structure cannot resist the huge surrounding rock pressure and therefore serious deformation and failure may occur;2)In soft surrounding rock section,the primary support takes all the loads during construction,the secondary lining needs to take the loads caused by the deformation of the surrounding rocks in the later stage,and the lining of the tunnel in soft surrounding rocks should be strengthened by means of adding steel bars and increasing the lining thickness.3)Advance support and reinforcement can improve the self-support capacity of the surrounding rocks and can reduce the load acting on the support structure,therefore the advance support and reinforcement should be the focus of studies on construction technologies of tunnels in soft surrounding rocks;4)For mountain-crossing tunnels in high ground stress area,ground stress measurement should be further implemented so as to select proper construction methods and support parameters.

mountain-crossing tunnel;soft surrounding rock;deformation mechanism;high ground stress;construction countermeasure

2013-12-26;

2014-03-16

張健儒(1973—)，男，陜西隴縣人，1996年畢業(yè)于西南交通大學(xué)，地下工程與隧道工程專業(yè)，本科，高級工程師，從事鐵路隧道工程施工與技術(shù)管理工作。

10.3973/j.issn.1672-741X.2014.08.007

U 45

A

1672-741X(2014)08-0749-05