[分享]隧道围岩的稳定性

发表于2018-11-29     379人浏览     1人跟帖     总热度:191  

引言

围岩稳定性是指隧道开挖后,围岩自身在不支护条件下的稳定程度。 研究围岩的稳定性有助于判断施工难易程度,作为投资依据和结构分析计算的依据。而影响围岩稳定性的依据又可以分为地质因素和人为因素。文章对此作出详细介绍,可供参考。


隧道围岩的稳定性-Snap9



基本概念

隧道工程所赋存的地质环境的内涵很广。包括地层特征,地下水状况,开挖隧道前就存在于地层中的原始地应力状态,以及地温梯度等。但对隧道工程来说,最关心的问题则是地层被挖成隧道后的稳定程度。这是不言而喻的,因为地层稳定就意味着开挖隧道所引起的地层向隧道内的变形很小,而且在较短的时间内就可基本停止,这对施工过程和支护结构都是非常有利的。地层被挖成隧道后的稳定程度称为隧道围岩的稳定性,这是一个反映地质环境的综合指标。因此,研究隧道工程地质环境问题,归根到底就是研究隧道围岩的稳定性 。

隧道围岩的稳定性_1

根据坑道开挖实践,坑道开挖后的稳定性大体上可分为以下几类:

充分稳定的

坑道在长时间内有足够的自稳能力,无需任何人为支护而能维持稳定,无坍塌、偶尔有掉块。    

基本稳定的

坑道会因爆破、岩块结合松弛等而产生局部掉块,但不会引起坑道的坍塌,坑道是稳定的,层间结合差的平缓岩层顶板可能弯曲、断裂。此时应采取局部支护或轻型的支护。 

暂时稳定的

大多数坑道是属于这个类型的。坑道开挖后呈现出不同程度的坍塌现象,坍塌后的坑道呈拱形而处于暂时稳定状态。在外界(如爆破、重新更换支撑等)和内部(如地下水等)条件的影响下,坑道如不及时支护,会进一步丧失稳定。因此,在这种围岩中,必须采取各种类型的支护措施。  

不稳定的

坑道在不支护条件下是难以开挖的,随挖随坍,常常要先支后挖,坑道的坍塌发生迅速、影响范围大,有时可坍塌到地表,或在地面形成塌盆地。在有水的情况下,土体流动造成极大的荷载。在这种情况下,需要采取专门的支护措施和施工方法来保证坑道的稳定。

影响围岩稳定的因素1地质因素

地质因素是客观因素,从5个方面来分析:岩体结构特征、结构面性质和空间的组合、岩石的力学性质、地下水的影响、围岩的初始应力状态。

岩体结构特征

指岩体的破碎程度或完整状态。

破碎程度:裂隙率、裂隙间距。裂隙是广义的:包括层理、节理、断裂及夹层等结构面。

完整状态:整块状、大块状等。

按这2个指标有下图:

隧道围岩的稳定性_2

结构面性质和空间组合

隧道围岩的稳定性_3 性质

① 结构面的成因

② 结构面的光滑程度

③ 结构面的物质组成

④ 结构面的规模

⑤ 结构面的密集度

隧道围岩的稳定性_4 空间组合

指结构面的相互位置状态。

隧道围岩的稳定性_5

岩石的力学性质

主要指岩石的单轴饱和极限抗压强度Rb。岩石强度越高,隧道越稳定。

围岩的初应力状态

初始应力是隧道围岩变形、破坏的根本作用力。已初步将初始应力考虑进围岩分级之中。在高的初始应力场条件下,围岩级别应适当降低。

地下水的影响

① 软化围岩

② 减少层间摩阻力促使岩块滑动

③ 具膨胀性的围岩,遇水后产生膨胀等

2人为因素

(1)隧道形状和尺寸

(2)支护结构类型

(3)施工方法

隧道围岩的稳定性_6


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 发表于2018-11-29   |  只看该作者      

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