理论教育 隧道施工风险及影响-隧道工程施工及风险防控

隧道施工风险及影响-隧道工程施工及风险防控

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:施工因素也是隧道围岩稳定性的重要影响因素,其中隧道的形状和尺寸,尤其是跨度产生的影响较为显著。在施工因素中,支护结构的类型及架设时间也对隧道围岩的稳定性产生重要影响。因此,在高应力场或极高应力场的条件下,围岩级别应适当降低。这些施工因素虽然对隧道围岩稳定性有很大影响,但为了使围岩分级问题简化,在分级中都是以分级的适用条件来处理的,而围岩分级本身则主要从地质因素方面考虑。

隧道施工风险及影响-隧道工程施工及风险防控

施工因素也是隧道围岩稳定性的重要影响因素,其中隧道的形状和尺寸,尤其是跨度产生的影响较为显著。实践证明,在同类围岩中,隧道跨度越大,围岩的稳定性就越差,这是因为岩体的破碎程度相对增大了。例如,大块状岩体是指裂隙间距为0.4~1.0 m的岩体,这是对中等跨度隧道(B=5~15 m)而言的。若跨度较大(B>15 m)或较小(B<5 m),岩体的破碎程度就不同,或者变为碎块状,又或者变成巨块状,围岩的稳定性也不同。因此,有的分级方法就明确指出分级的适用跨度范围,如岩石质量指标(RQD)分级就适合用于5~10m的跨度。但大多数分级方法都没有明确指出适用的跨度范围。

在围岩分级中也曾有人建议用相对裂隙间距(即裂隙间距与隧道跨度的比值)来进行隧道围岩稳定性的分级。例如,当相对裂隙间距大于1/5时,即可认为岩体是完整的;当相对裂隙间距为1/20~1/5时,则认为岩体处于不同的破碎状态;而当相对裂隙间距小于1/20时,则可视岩体处于极度破碎状态。但应指出,将跨度引进围岩分级中,会造成对岩体结构状态概念的混淆或误解,因此多数分级方法只考虑了绝对裂隙间距。

多数的分级方法是把跨度的影响放在改变地压值及支护结构的类型和尺寸上,这样就使分级问题简化了。

在施工因素中,支护结构的类型及架设时间也对隧道围岩的稳定性产生重要影响。其中,需要重点关注的是隧道开挖后,围岩在无支护条件下的允许暴露时间及无支护地段的长度,也就是围岩的自稳时间。因此,有的围岩分级方法就是依据自稳时间进行分级的。隧道自稳时间是指从开挖后到顶部开始发生可以察觉到的移动、松弛时为止所经历的时间。实际上它是岩石类型、隧道未支护地段长度、隧道宽度,以及开挖时围岩被扰动、破坏程度的函数。

此外,施工方法也对围岩稳定性产生影响。在同类岩体中,无论是采用普通爆破法施工和控制爆破法施工,还是采用矿山法施工和盾构法或掘进机施工,抑或者是采用大断面开挖和小断面分部开挖,对隧道稳定性的影响都不相同。例如,采用小断面分部开挖会造成围岩多次松动,极易塌方。因此,目前大多数分级方法都建立在相应施工方法的基础之上。(www.daowen.com)

埋深的影响也不能忽视。随着埋深的增加,初始应力也会增大,在围岩强度不变的情况下,围岩的应力或围压比也发生了变化,可能会出现高应力场或极高应力场,在施工过程中也可能出现诸如岩爆或大变形等现象。因此,在高应力场或极高应力场的条件下,围岩级别应适当降低。

这些施工因素虽然对隧道围岩稳定性有很大影响,但为了使围岩分级问题简化,在分级中都是以分级的适用条件来处理的,而围岩分级本身则主要从地质因素方面考虑。

隧道围岩稳定性与围岩分级息息相关。隧道围岩稳定性的分类对选择和确立围岩的分级指标有直接影响,此处所做的分析和说明也仅是与其有关的一些方面。有关隧道围岩稳定性的详细讨论请参考有关文献

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