小直径隧洞全断面开挖围岩变形预警工法

摘要

本发明所述的小直径隧洞全断面开挖围岩变形预警工法，步骤如下：步骤一，前期地质勘查，岩芯取样，查明岩层节理裂隙的位置及走向；通过土工试验确定围岩参数，对围岩分类并汇总成表；根据地质调查结果，确定设计多点位移计安装方案：步骤二，隧洞开挖及多点位移计安装：步骤三，中期地质勘查：步骤四，多点位移计安装时间记录：步骤五，确定围岩变形预警值；步骤六，多点位移计数据观测记录，确定危险断面的补救处理。

主权项

1.小直径隧洞全断面开挖围岩变形预警工法，具体步骤如下：步骤一，前期地质勘查，岩芯取样，查明岩层节理裂隙的位置及走向；通过土工试验确定围岩参数，对围岩分类并汇总成表；根据地质调查结果，确定设计多点位移计安装方案：①现场取芯后进行室内试验，根据《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-99）进行室内岩石物理力学性质试验，试验测得岩石抗压强度及完整性系数；根据《工程岩体分级标准》（GB50218-94）对开挖区围岩进行分类；对隧洞轴线处存在的断层或节理裂隙标注；②根据①中所勘查的隧洞轴线处周边岩层的条件，布置多点位移计，重点监测施工安全风险较高处围岩变形，如断层或节理裂隙处，确定观测频次。步骤二，隧洞开挖及多点位移计安装：①在步骤一中勘查得到的地质条件下，根据施工组织设计进行隧洞全断面开挖；②随着开挖进度，根据《土石坝安全监测技术规范》（SL551-2012）要求在设计断面安装步骤一中所布置的多点位移计。步骤三，中期地质勘查：由于在施工过程中可能会发现部分前期地质勘查时未探明的断层或节理裂隙，对步骤一中多点位移计安装方案进行补充；如确实存在步骤一中未发现的节理裂隙，在其基础上补充设计安装多点位移计，安装过程及方法重复步骤二。步骤四，多点位移计安装时间记录：由于在施工时，多点位移计无法在断面开挖后立即安装，因此在多点位移计安装完成后，记录多点位移计测点安装滞后断面开挖的滞后时间t；步骤五，确定围岩变形预警值；由于工作面的原因，在施工开挖前以及之后一段时间内无法进行多点位移计安装，因此也无法进行变形观测。而大部分由隧洞开挖引起的变形却在这段时间内消散，因此首先需要对已消散部分的位移进行确定，进而确定围岩变形预警值：①根据步骤一中划分的围岩等级及步骤四中记录的多点位移计安装滞后时间t，查阅图1确定各套多点位移计的残余变形系数a；②根据步骤一中的围岩分类资料、隧洞埋深、以及多点位移计安装位置，查阅表1及表2，确定拱顶围岩允许相对位移系数b_h以及边墙围岩允许相对位移系数b_l；③根据公式确定从初始测值开始后第n天拱顶多点位移计每延米变形预警值sc_hn，其中h为隧洞设计开挖高度，n为多点位移计安装完成后监测时间，t_f为多点位移计安装完成至设计二次衬砌完成时间间隔，l₁为单套多点位移计中最深测点监测长度；同样根据公式确定边墙多点位移计每延米每天变形预警值sc_ln，其中l为隧洞设计开挖宽度。步骤六，多点位移计数据观测记录，确定危险断面的补救处理。①直至最终衬砌完成前，进行多点位移计变形数据X_nm观测记录，监测频次满足步骤一中设计要求，当次各测点监测数据根据公式x_nm=X_nm/l_m确定各测点每延米围岩变形值x_nm，其中l_m为单套多点位移计中各测点监测长度；②根据公式x_nm>sc_hn（或x_nm>sc_ln）确定是否需要进行进一步施工处理，当x_n满足该公式时，则需要对危险断面进行进一步施工处理。