活動斷裂帶軟巖大變形隧道開挖支護技術

劉文玲

(中鐵十七局集團第一工程有限公司 山東青島 266555)

1 工程概況

成蘭鐵路位于青藏、揚子和華北三大亞板塊包圍的川西北三角斷塊區，茂縣隧道穿越茂汶斷裂帶[1]，左線長9.913 km，右線長8.595 km，茂汶斷裂帶北東向大斷裂段受汶川地震影響處于活躍狀態，區域內地震及地質災害頻發，褶皺、斷層發育，高地應力、高地震烈度、高地災風險極為顯著。隧道穿越斷裂帶長480 m，穿越斷裂核部段落長393 m，地質主要為碳質千枚巖、絹云母千枚巖，巖體破碎，遇水軟化，Ⅳ、Ⅴ級圍巖占74%，受活動斷裂帶影響形成軟巖大變形、突泥涌水、圍巖擠壓破碎帶失穩風險極高。隧道分三線合修、雙線合修、變寬合修、小凈距單線分修等多種段落，開挖斷面變化頻繁，工序調整復雜。受極高地應力影響圍巖極為破碎，遇水軟化，穩定性極差。施工中長期流變效應明顯，施工難度極大。

2 變形塑性區范圍及開挖工法研究

2.1 軟巖大變形塑性區范圍確定

茂縣隧道在活動斷裂、復雜構造應力和高地應力等多重不利因素影響下，形成了軟弱破碎、遇水軟化的軟巖大變形段。主要表現為松散大變形、擠壓大變形、應力軟巖大變形[2]。存在圍巖變形量大、初期支護侵限嚴重、變更設計頻繁等突出問題[3]。為確保施工安全，需針對隧道圍巖特征，先鉆探分析確定軟弱圍巖的塑性區范圍，再進行大變形區域開挖和支護方案的制定、施工，通過施工工藝、方法控制隧道變形。

圍巖松動圈范圍確定采用圍巖波速峰值點對應測點深度作為松動圈邊界。……