軟巖大變形研究進展與思考

主要內容

一、問題的提出；

二、軟巖大變形預測與分級；

三、擠壓大變形軟巖施工過程力學特性；

四、軟巖大變形控制技術；

五、需要進一步思考的問題；

一、問題的提出

1、截止2010年底，高速公路建成通車里程7.4萬Km，公路隧道7384座、5122.6Km，其中特長隧道265座、1138.0Km；按照《交通運輸“十二五”發展規劃》，到2015年，高速公路建成通車里程10.8萬Km，屆時全國公路隧道里程將達8000Km，其中特長隧道近2000Km；

2、截止2010年底，我國已建成通車鐵路隧道里程約7000Km，在建鐵路隧道里程約7500Km，正在設計和規劃建設的鐵路隧道總里程超過10000Km；

3、公路、鐵路等特長交通隧道主要集中在我國中、西部地質構造發育的復雜山嶺地區，埋深多在300～1000m，主要面臨高地應力軟巖大變形及長期穩定性等突出技術難題。

4、目前，西部地區常見的軟巖大變形地層主要為層片狀軟巖地層，如：烏鞘嶺鐵路隧道千枚巖地層；永古高速烏鞘嶺隧道群炭質頁巖、綠泥石片巖及F4斷層破碎帶地層；蘭渝鐵路炭質板巖、炭質千枚巖地層；貴廣鐵路炭質頁巖、煤系地層；G212木寨嶺公路隧道炭質板巖地層等，十天高速陜西段炭質頁巖、綠泥石片巖地層；上述隧道施工過程中均遇到了不同程度的軟巖大變形災害問題；給設計、施工控制和建設管理帶來了突出的技術難題；

5、軟巖地下工程圍巖具有明顯的時間效應，軟巖流變主要是時間效應微破裂過程的宏觀表現，主要受控于軟巖的流變力學特性。但由于巖石介質的復雜性，尚有大量工作需要開展；

6、對于軟巖隧道大變形控制技術的研究，多在軟巖流變定性規律的基礎上，對復合襯砌支護結構的強度、剛度、施工開挖進尺及各循環作業工序控制間距等方面進行設計與施工控制優化，而對復合襯砌中多層、多期次支護設計理念及延性支護結構構造等方面的研究尚不多見。在未能較好把握軟巖流變機理的前提下，通過增大支護結構強度和剛度來提高地下工程安全系數的做法是不科學不、經濟的

。

二、軟巖大變形預測與分級；

三、擠壓大變形軟巖施工過程力學特性；

四、軟巖大變形控制技術；

五、需要進一步思考的問題

1、現行設計與施工技術規范對工程中遇見的軟巖大變形問題基本無指導意義，層片狀軟巖地層大變形是施工中遇到的特殊地質問題，不應采用現行的圍巖級別進行劃分，應針對高地應力軟巖大變形的特點，基于擠壓流變效應對大變形進行專項設計分級和施工控制；

2、對于層片狀擠壓流變性軟巖地層，目前多采用提高支護結構強度與剛度的做法，雙層拱架、高強二襯等支護比較普遍，造價增加2～4萬/m，是否有更有效的支護構造措施來改善圍巖及結構的承載能力？

3、存在擠壓大變形段落，如何確定二襯的合理施作時機？

4、針對擠壓流變性軟巖隧道，對于后期持續增長的擠壓流變壓力，二次襯砌的承載能力及長期穩定性如何評估？

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