[发明专利]一种高应力软岩隧道底板控制方法

说明书

本发明提供一种高应力软岩隧道底板控制方法，包括以下步骤：步骤1，建立隧道数值模型，得到隧道的底板围岩变形分布规律；步骤2，根据底板围岩变形分布规律，定量划分底板零点位移曲线、拉应变范围和底板塑性区范围；根据上述数据，确定底板爆破卸压支护阶段中的爆破参数、锚固参数与施工参数；步骤3，监测底板围岩的破坏程度和围岩应力分布，得到底板形变数据；步骤4，根据底板形变数据，确定二次锚注支护阶段的锚注参数与注浆时机；步骤5，监测底板的位移程度，得到底板形变的时变数据；步骤6，根据底板形变的时变数据，确定三次拱架封闭支护阶段支护参数。该控制方法具有更好的底板主动支护效果。

技术领域

本发明属于隧道工程支护技术领域，具体涉及一种高应力软岩隧道底板控制方法。

背景技术

近年来，随着国民经济快速发展，交通需求量剧增，以高速公路、高速铁路为代表的交通基础建设大量涌现，隧道在相应工程中的比重日益突出。隧道施工会遇到高应力、极软岩、断层破碎带、空洞以及暗河等不良地质条件，对隧道的稳定性危害极大，冒顶、支护构件失效、底鼓等现象极易发生。特别是隧道穿越高应力软岩情况下底鼓问题尤为突出，一方面高应力条件下隧道底鼓量较大，另一方面软岩的流变性导致隧道底鼓持续发生，严重危害隧道的安全运营。

目前针对隧道底鼓的治理主要以料石反底拱配合拱架支护为主，但是料石反底拱施工工艺复杂且费时费力，属于被动性的抵御外力，不能调动围岩自身的承载能力，尤其当反底拱失效后翻修十分复杂，进一步加大了隧道施工难度，因此急需一种简单高效的隧道底板控制方法。

现行的高应力软岩隧道底板控制方法主要具有以下缺点：

1、料石反底拱施工工艺复杂，若底板超限后翻修极为困难，耗费人力物力较大；2、料石反底拱对于高应力软岩隧道应力分布影响较弱，无法有效改善隧道应力环境；3、料石反底拱属于被动支护，对围岩提供径向作用力有限，无法维持高应力软岩隧道底板的长期稳定性。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高应力软岩隧道底板控制方法，以至少解决目前使用料石反底拱被动支护，工艺复杂且支护效果有限等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高应力软岩隧道底板控制方法，包括以下步骤：

步骤1，建立隧道数值模型，得到隧道的底板围岩变形分布规律；

步骤2，根据底板围岩变形分布规律，定量划分底板零点位移曲线、拉应变范围和底板塑性区范围；

根据底板零点位移曲线、拉应变范围和底板塑性区范围，确定底板爆破卸压支护阶段中的爆破参数、锚固参数与施工参数；

步骤3，监测底板围岩的破坏程度和围岩应力分布，得到底板形变数据；

步骤4，根据底板形变数据，确定二次锚注支护阶段的锚注参数与注浆时机；

步骤5，监测底板的位移程度，得到底板形变的时变数据；

步骤6，根据底板形变的时变数据，确定三次拱架封闭支护阶段的支护参数。

如上所述的隧道底板控制方法，优选地，在所述步骤1中，在隧道数值模型的基础上，通过分析围岩应力参数、岩层分布参数、隧道几何参数，以及岩体力学参数、岩体流变参数、隧道支护参数，得到底板围岩变形分布规律；

优选地，隧道为三心圆结构，建立三心圆结构的隧道数值模型，将围岩应力参数、岩层分布参数、隧道几何参数，以及岩体力学参数、岩体流变参数、隧道支护参数代入到隧道数值模型中，从而得到底板零点位移方向素描图与拉应变分布素描图；