软弱围岩隧道潜在安全风险源
路途姚远
2022年11月08日 13:30:59
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摘 要 针对软弱围岩隧道的支护变形、塌方等风险,从地质角度进行分析总结,其潜在安全风险源主要有6种情况:软弱围岩浅埋、偏压;土质隧道;大埋深软岩隧道;断层破碎带;结构面发育的块状岩体地段;不同岩层接触带地段。 1

摘 要

针对软弱围岩隧道的支护变形、塌方等风险,从地质角度进行分析总结,其潜在安全风险源主要有6种情况:软弱围岩浅埋、偏压;土质隧道;大埋深软岩隧道;断层破碎带;结构面发育的块状岩体地段;不同岩层接触带地段。

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软弱围岩浅埋、偏压

软弱围岩浅埋地段,隧道施工时拱部一般难于成拱,在未采取足够措施前,软弱围岩浅埋隧道易发生局部塌方;软弱围岩偏压地段,隧道支护结构将承受显著的不对称荷载,施工期间易造成初期支护纵向开裂或错台,变形过大甚至塌方。

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地形引起的偏压

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地质引起的偏压

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土质隧道

土质隧道强度低、自稳性差,与岩石隧道相比要承受更大的荷载,若初期支护强度不足,将导致变形大、严重时会出现局部坍塌等安全风险。

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土质隧道塌方冒顶及洞内松散坍体

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大埋深软岩隧道

在大埋深软岩地段,一般存在较高的地应力,由于软岩抗压强度低,开挖过程中洞壁岩体剥离,位移极为显著,变形持续时间长,隧底常出现隆起现象。

通过该段时,若支护不足,可能造成支护变形过度、侵限,甚至塌方等安全风险。

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支护大变形严重侵入净空实例

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断层破碎带

由于断层上下两盘的相对运动,常使断层面附近岩石破碎成碎石和粉末状,形成断层破碎带,其岩体一般自稳性极差,且常伴有地下水,隧道通过断层破碎带时易发生塌方、掌子面突泥、突水等安全风险。

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断层破碎带及塌方

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结构面发育的块状岩石地段

  块状围岩的力学特性是岩石单体强度较高、承载力较高,但因结构面发育,受其切割制约,特别是在有地下水组合作用的条件下,岩体整体稳定性差,这类围岩隧道坍塌的特点是个别岩块失稳,造成较大范围岩块突然坍塌。

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结构面发育

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坍塌岩块

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不同岩层接触地段

由于不同岩层,岩性差异大,加之常伴有地下水,在接触面附近常发育有风化剥蚀面,岩体较为软弱、破碎,隧道通过时,在掌子面上方或前方,易发生塌方、涌泥等安全风险。

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接触带塌方



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