文档介绍：襄渝二线炭质片岩隧道变形控制技术初步探讨黄双林(铁道第一勘察设计院西安710043)摘要:文章结合襄渝二线软弱围岩隧道的设计和施工,分析了炭质片岩的工程特性、变形机理及特征,初步探讨了炭质片岩隧道处理方案及变形控制技术。关键词:炭质片岩隧道变形控制技术1概述襄渝线增建二线老河口东~安康段工程复杂,桥隧比例高,尤其是汉江峡谷区,基本上桥隧相连,。襄渝铁路地处华北古陆与扬子古陆的接合部位,地质构造十分复杂,在构造单元划分上属秦岭褶皱系之南秦岭印支褶皱带。隧道通过地层的主要岩性为云母石英片岩和石英云母片岩,个别隧道出露辉绿岩,断裂带或断层破碎带岩性为压碎岩、糜棱岩、断层角砾。炭质片岩是襄渝二线汉江峡谷段遇到的主要地质问题,隧道施工揭示的炭质片岩按分布形态和岩性特征,可分为透镜体或薄夹层状、互层状和呈厚层或带状分布等不同类型,当炭质片岩以透镜体、薄夹层状或互层状存在于石英云母片岩或云母石英片岩中时,一般情况下对围岩的整体稳定性影响不是很大,但在地下水的作用下,炭质片岩易软化变形,强度和稳定性降低,局部可能出现变形或坍塌。厚层或带状分布的炭质片岩,从掌子面看围岩大部或全部为炭质片岩,连续出现长度数十米至数百米,受构造等因素的影响,岩体的抗剪强度低,岩体扭曲、揉皱现象明显,节理发育,岩体节理面光滑亮泽,多为曲面,往往夹杂有石英岩脉侵入体,并伴有地下水渗流,结构面之间结合差,易分离剥落,在地下水的作用下,围岩强度和稳定性进一步降低,容易出现初期支护的开裂变形和塌方。襄渝二线新茨沟隧道、蜀河隧道鱼王沟斜井工区、杨河隧道西河湾横洞工区均遇到较长段落的炭质片岩(照片1、2),初期支护出现不同程度的开裂变形。照片1新茨沟隧道出口端220+340厚层炭质片岩照片2新蜀河隧道渔王沟斜井斜0+,节理裂隙发育,岩体破碎,作为结构体的炭质片岩岩性软,强度低,开挖后风化快,透水性弱,亲水性强,浸水后容易产生较大的塑性变形甚至流变,从而导致支护变形、开裂。(1)塑性变型具流变特征,具有很强的空间效应和时间效应,变形量大、变形延续的时间长。图3、图4为杨河隧道西河湾横洞工区DzK256+474及+478处时间-位移曲线,分析表明,围岩变形具有明显的流变特征,分别经历初始变形阶段→稳定变形阶段→加速变形阶段,从而发生破坏。现场测试数据显示,隧道两里程处在开挖以后50天、32天的时间里,拱脚(腰)处的净空位移值分别达到650mm和550mm,拱顶下沉达210mm和160mm。图3杨河隧道西河湾横洞工区隧道时间-位移曲线图(一)图4杨河隧道西河湾横洞工区隧时间-位移曲线图(二)(2)水平变形值总体上大于拱顶下沉值,并且左右侧位移呈现明显不对称性图5、6、7为杨河隧道西河湾横洞工区变形以后与设计衬砌轮廓的对比图,可以看出,左侧位移远大于右侧,考虑开挖中两侧不对称的因素,综合分析多个横断面,杨河隧道西河湾横洞工区炭质片岩变形地段左侧较右侧位移大60~80cm。分析左右侧位移不同的原因,应和炭质片岩的产状、线路与岩层走向的夹角、地下水的来源、节理产状等因素有关。图5杨河隧道DzK256++4