公路隧道大变形防治规范.docx

公路隧道大变形防治规范1范围本文件规定了公路隧道大变形防治的术语和定义、总体要求、勘察与预测、设计、施工与变形控制、监控量测等方面的具体要求。本文件主要适用于公路山岭隧道工程勘察设计、施工和运营各阶段的挤压性大变形防治，也可供其它类型的大变形防治参考。条文说明：隧道围岩大变形还没有一个明确的和清晰的定义，一般按形成机制将围岩大变形分为两类：一是深埋隧道条件下，受构造影响，具有较高地应力，隧道开挖形成的应力重分布超过围岩岩体强度而发生塑性化，主要体现软质岩中变形缓慢，就属于挤压性大变形，在硬岩中变形立刻发生，产生岩爆；二是岩石中的如黏土矿物等和水反应而发生膨胀产生大变形。隧道大变形的发生，可能是上述单一或共同作用所致，目前隧道工程中遇到的大变形主要以挤压性大变形为主。“大变形破坏”与“小变形破坏”的区别不仅仅是变形量的差异，更重要的是在“变形破坏机理”上的本质差别，大变形持续时间较长，其破坏一定是“失稳”破坏，而小变形破坏则不一定是“失稳”破坏，变形过程比较短暂，在通常情况下，小变形破坏不会产生严重的后果。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB50021岩土工程勘察规范GB50487水利水电工程地质勘察规范GB50086岩土锚杆与喷射混凝土支护技术规范GB/T50218工程岩体分级标准JTGC20公路工程地质勘察规范JTG3370.1公路隧道设计规范JTG/T3660公路隧道施工技术规范JTGF90公路工程施工安全技术规程JTGF80/1公路工程质量检验评定标准第一册土建工程JTG/T5440公路隧道加固技术规范Q/CR9512-2019铁路挤压性围岩隧道技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1深埋隧道deeptunneI最大埋深不小于30Om的隧道。条文说明：工程实践表明，产生挤压性大变形的隧道具备一定的埋深条件。3.2初始地应力initialgeo-stress自然状态下，存在于地层中未受工程扰动的天然地应力，也称岩体初始应力。3.3高地应力highgeo-stress按岩石单轴饱和抗压强度RC与岩体最大初始地应力。皿比值进行判定，当R/。皿=47为高地应力，Rc/。皿4为极高地应力。3.4挤压性围岩SqiJeeZingrock在高地应力环境下，深埋隧道周边一定范围内产生显著塑性变形或流变现象的围岩，以软岩为主。条文说明，大变形灾害不只发生在软质围岩中，在高地应力区结构面发育的硬质围岩中也同样存在，由于结构面发育，岩体整体强度低，在高地应力作用下产生大变形，如XX至XX铁路三联隧道中玄武岩地层中发生大变形。3.5围岩与初期支护大变形Iargedeformationofsurroundingrockandinitialsupport隧道开挖后，挤压性围岩向净空方向位移挤压支护体系，当挤压变形位移超出围岩与常规初期支护变形量时的变形，简称为挤压性大变形或大变形。条文说明，国际岩石力学学会(ISRM)认为隧道困岩挤压性大变形是一种由于超过岩体极限剪切应力而发生在隧道周边且与时间相关的大变形，其本质是蠕变行为，这种变形可能会在施工期间停止，也可能会持续很长一段时间。3.6变形潜势deformablepotentiaI反映隧道围岩内部积聚应变能的强弱程度，以预测隧道围岩变形大小。3.7围岩与初期支护相对变形值RelativedeformationvaIueofsurroundingrockandinitialsupport围岩与初期支护共同变形量Ua与隧道开挖宽度a的百分比值。条文说明：由于隧道开挖后，为了安全要立即初期支护，量测的变形主要为囤岩与初期支护的共同变形，采用围岩与初期支护的共同变形相对开挖跨度的相对变形值衡量大变形的危害程度。3.8大变形等级deformablegrade根据地应力大小、岩体完整程度和岩石强度、变形量、变形速率等指标，将大变形隧道变形划分为不同变形程度的分级。3.9围岩应力释放stressreleaseofsurroundingrock释放岩体中积聚的应变能以降低隧道围岩地应力的技术或方法。3.10变形管理基准deformationcontrolbenchmark用于隧道围岩变形控制而设定的基准值。3.11而同探exploratorytunnelIing采用横洞、斜井、平导或竖井等辅助坑道查明隧道围岩地质特征、物理力学参数及变形特征等的勘探方法。4基本规定4.1 公路隧道大变形防治应贯彻安全第一、预防为主和综合治理的方针，以安全经济为目标，采取分级技术措施防治。4.2 公路隧道勘察设计阶段应按附录A大变形隧道工程地质特征，综合工程类比和隧址区构造等因素初步判定是否存在大变形;高地应力和极高地应力条件下，围岩为薄层状、片状和千枚状，且呈较破碎极破碎的软质岩或压性断层破碎带、蚀变带或呈压碎状的硬质岩，应按公路隧道大变形进行工程地质勘察。条文说明：公路隧道勘察前应核实是否可能存在大变形，结合工程类比预测可能存在大变形，应按大变形隧道进行勘察，如在勘察期间应开展深孔地应力测试等，判断地应力状态是否为高地应力。4.3 公路隧道大变形等级分一级、二级和三级，等级判定可按照勘察设计阶段预测和施工阶段核定进行，勘察设计阶段可按应按第5章预测大变形等级，进行预案设计；施工阶段应按变形潜势和围岩与初期支护相对变形值按表1核定大变形等级，变形潜势分为轻微、中等和强烈三级，按附录B确定。表1大变形分等级标准变形潜势轻微中等强烈围岩与初期支护相对变形值2%<3%aUa3%y<5%Ua5%-大变形等级一二三条文说明:自Hoek-BroWn准则提出岩体强度和岩体最大初始地应力比值（即围岩挤压因子）作为大变形分级指标以来，现行铁路隧道设计规范、铁路挤压性围岩隧道技术规范和川藏铁路高地应力软岩隧道设计暂行规定均采用此方法作为勘察设计阶段大变形分级方法，但面临岩体强度直接测定难度大，褥要换算的一些指标如地质强度指数（GSl）等主观性较强难题，可能导致大变形判断有偏差。而采取围岩与初期支护相对变形值指标对大变形分级更便于操作和直观。4.4 公路隧道大变形防治支护设计应遵循适度释放围岩应力、主动加固深部围岩、支护强度及刚度与变形级别合理匹配的原则；施工应遵循少扰动围岩、早封闭初期支护、适度释放变形后再施做二次衬砌的原则。条文说明，隧道大变形的本质由于地应力较高，围岩和支护本身承载不足导致，大变形治理按减少应力集中、释放应力和吸收应力三步走战略展开，实践证明，单纯的强支硬顶措施治理不了大变形灾害，必须要采取减少困岩扰动，发挥困岩与支护共同承载与变形作用，匹配合理的强支护等综合措施。4.5 公路隧道大变形防治应贯彻动态设计与信息化施工的思想，制订以工程地质分析为核心的超前地质预报方案，建立完整的监控量测体系，根据开挖揭示的地质情况及支护变形特征动态调整支护参数和施工方案等。条文说明，工程实践表明，隧址区地质构造挤压、软质岩（尤其是变质岩，部分较坚硬岩）、隧道轴线与岩体走向小角度相交、岩层陡倾和地下水是公路隧道挤压性大变形五要素充分条件，但地质构造挤压程度复杂且难以定量，加上岩体的物理力学性质与产状多变性及不均匀性，因此公路隧道大变形防治设计与施工中应动态调整，施工中应坚持以工程地质分析为核心，突出地质工程师在超前地质预报中的作用，结合监控量测量化测试，综合判定大变形等级，为支护参数选取和施工方案的选择提供支撑。4.6 公路隧道对变形潜势强烈段应结合施工监测开展运营期长期监测，对变形潜势中等段宜结合施工监测开展运营期长期监测。4.7 公路隧道大变形防治勘察、设计、施工和监测等应贯彻国家有关经济政策，积极慎重地采用新技术、新工艺、新工法、新材料和新设备。4.8 公路隧道大变形防治除应符合本规范的规定外，尚应符合国家和行业先行有关标准的规定。5大变形隧道工程勘察与预测5.1 一般规定5.1.1 公路隧道大变形工程地质勘察阶段、方法与内容应遵循现行公路工程地质勘察规范JTGC20的规定。5.1.2 大变形隧道勘察前应收集区域地质、工程地质、遥感影像、地震、既有工程大变形勘察设计及防治等资料，分析大变形的地质特征，明确勘察重点，制订针对性的勘察原则、方法和技术质量要求。5.1.3工可阶段勘察应初步了解隧址区的地形地貌、地层岩性、地质构造和地应力条件，对控制线路方案、分布范围大的复杂大变形地段，应开展加深地质工作或专题地质研究。5.1.4 初步设计勘察应收集和研究前一阶段的地质资料，结合现场地质调绘勘探和测试，初步查明大变形的段落及工程地质特征，提出工程措施建议。5.1.5 施工图设计勘察阶段应基本查明大变形的岩性特征、范围、地质构造、变形潜势等地质特性，分析评价其工程地质条件，提出工程措施建议。5.1.6 施工阶段应开展现场地质核查工作，对变形潜势分级强烈地段进行专项补充勘察，满足设计施工要求。5.2.1大变形隧道的地质调绘前，应搜集下列资料：a）地形地貌、区域地质、构造地质、矿产地质、工程地质、水文地质及地区性大变形研究等。b）遥感影像、数据及解译。c）地应力、地震、气象等。d）既有公路、公路水利、矿山隧道及其他建筑工程大变形勘察、设计、施工、使用现状病害预防及整治等。5.2.2大变形隧道的遥感影像解译应包括下列内容：a）地形地貌特征及分区，水系形态及发育特征。b）地层、岩组、岩性的界线和估测岩层产状。c）断层、褶皱的位置和性质，规模较大的断层破碎带范围，隐伏断层、节理密集带的位置和延伸方向。d）地表水体的分布范围和形态分类，地下水露头及湿地范围，地下XX水地段，地貌岩性、地质构造等与地下水的关系。e）滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、地裂缝等不良地质的分布和范围。f）现场核对后编制遥感解译图件。5.2.3大变形隧道工程地质调绘应采用远观近察、由面到点及点面结合的工作方法，并应包括下列主要内容：a）地貌类型、成因、发育特征，以及其与岩性构造等因素的关系，划分地貌单元。b）地层时代、成因、层序、名称和分布范围，岩层层厚、岩石结构及坚硬程度等岩性特征，以及岩石风化程度和深度等。c）岩层层理、片理、节理、软弱结构面的产状及组合形式，节理、裂隙发育程度，岩体完整程度，断层和褶皱的性质、产状、宽度、破碎程度及含水情况，新构造活动的痕迹及特点，以及与隧道的关系。d）地表水的集聚、水深和排泄条件，地下水的类型、富水或储水构造及裂隙、补给径流排泄条件、埋藏深度及变化规律、水质、侵蚀性、井泉露头和分布，分段预测隧道涌水量，濒临地表水体时评价地表水与地下水的水力联系。e）不良地质的性质、范围及危害程度，以及其发生、发展和分布规律，特殊岩土的类型、性质和分布范围等。f）围岩物理力学性质，定性划分围岩级别。g）既有隧道工程的使用情况，隧道病害、防治措施及效果。5.2.4大变形地区地质调绘的范围应满足线路方案选择及辅助坑道设计的需要，控制线路方案或特别复杂的地段，应扩大地质调绘范围。5.2.5大变形地层单元应根据区域地质、勘察阶段、岩性与隧道工程的关系划分到统；控制线路方案或特别复杂的地段，地层单元应划分到组，必要时可细划至段。5.2.6工程地质图件中主要地质构造岩性界线及对控制线路方案和对工程设计有影响的地质界线，应有地质点作依据；代表性大变形岩带和岩组应实测地质剖面图。5.2.7大变形岩带和岩组及控制线路方案或影响工程设置的地质构造，宜采用追索和穿越相结合的方法，进行工程地质调查。5.2.8工程地质调查的记录应采用文字记录与示意图或地质照片相结合的方法，记录资料应准确可靠条理清晰，文图相符。5. 3.1大变形隧道应在地质调绘的基础上,布置工程勘探及测试工作,宜采用综合物探方法贯通勘探，必要时开展横断面勘探。6. 3.2钻探的位置、数量和技术要求应符合下列规定：h）洞身应按不同地貌单元，主要的大变形岩带、岩组，地质构造界线布置勘探孔。i）断层和物探异常段应有勘探点控制。j）钻探中应做好水位观测和记录，并取样进行水质分析；选取代表性钻孔做水文地质试验，计算涌水量，必要时应进行地下水动态观测。k）取代表性岩石样品进行物理力学试验。1）选取代表性深孔开展物探测井、水文地质试验、初始地应力等综合测试工作。5.3.3对被覆盖的主要大变形岩带、岩组地质构造，宜采用挖（槽）探，详细记录岩层分层位置分层岩性等地质现象，现场同步绘制1/100的素描图。5.3.4预测隧道大变形的范围大，且大变形岩带、岩组分布复杂，对工程有较大影响的大变形地段，宜采用洞探；碉探应进行专项设计，碉探应开展地质编录、岩体原位试验地应力测试、围岩松动圈探测、变形监测及支护参数工程试验等工作。5.3.5大变形隧道宜进行地应力测试，分析评价隧道区地应力特征，并符合下列要求。a）初始地应力测试前根据区域地质构造的展布特征及新构造活动形迹，采用地质调查分析方法,分析构造形成期的主应力方向、古构造应力场和现今构造应力场。b）采用水压致裂法、应力解除法或应力恢复法等进行地应力测试。条文说明，水压致裂法是目前测量地壳应力的常用方法，其前提是：岩石为线弹性各向同性：岩石是非渗透性的若石中有一主应力分量与钻孔轴线平行。试验时先钻一深孔达所需部位，用可膨胀的橡皮封隔器封隔一段钻孔，泵入液体对这段钻孔加压，同时记录液压随时间的变化，当增压到孔壁岩体破裂时，压力随之下降，经稔压一段时间后停止加压，待压力降到某一定值后结束试验，根据测试结果，绘制压力与时间的关系曲线，按弹性力学理论计算出地应力值。应力解除法分为孔壁应力解除法和孔底应力解除法两种。孔壁应力解除法：从岩石表面向岩体内先钻一测量孔，孔深超过表面松动范围和应力集中区，然后在孔内安设测量元件，如钻孔变形计、压磁应力计或孔壁应变计等。在测记初始值后，在测量孔外用XX套钻钻取岩芯，使岩芯与围岩脱离：在套钻过程中同时测记各测量元件的读数，直到作用在岩芯上的应力被解除而产生弹性恢复，各测量元件读数不变时停止套钻：根据应力解除前后测得的变形或应变差值，计算出地应力的大小和方向。用孔壁应变计可实现单孔全应力测量，但对应变计的粘贴防潮技术要求高。孔底应力解除法：将测量元件（以门塞式应变计为代表）安装在磨平的钻孔底部岩石面上，并继续钻进，测量钻孔端部岩芯应力解除前后的应变变化量，据此计算地应力。与孔壁应力解除法相比较，其要求解除的岩芯短且费用较低。应力恢复法先在岩石表面安设测微计（如钢弦式应变计、电阻片式应变计、干分表等），测记初始值后进行垂直于岩面的切割，以解除岩体中的应力，同时测记测微计读数变化，而后将液压枕插入切槽中，并灌注水泥砂浆填实。待水泥砂浆凝固后，利用液压枕向岩体加压，直到测微计恢复到初始值，此时的压力即为岩体中的地应力值。这种测试方法简便，但只能在岩体表面，且主应力方向为已知时，测量地应力的大小。但应指出，该值为应力调整后之应力。5.3.6大变形地段可采取代表性岩石样品进行磨片鉴定并定名，测试岩石密度、吸水率、抗压强度、抗剪强度、弹性波速等常规物理力学性质指标。必要时测试矿物成分、变形模量、弹性模量、泊松比、黏土矿物、黏粒含量化学成分、崩解性、膨胀性等。5.3.7主要大变形地段，结合隧道设计需求，必要时应开展岩体剪切、三轴抗压、载荷、旁压地应力等现场试验及岩体弹性波速测试。5.4围岩评价与大变形预测5.4.1 综合地应力条件、岩石坚硬程度、岩体完整性和地应力量值按表2预测隧道大变形等级。表2公路隧道勘察阶段围岩大变形等级预测RCrmax>74,7<4地应力环境一般地应力高地应力极高地应力岩石坚硬程度岩体完整性完整较完整较破碎破碎极破碎较坚硬岩无无或一级无或一级较软岩无或一级无或一级一级或二级软岩无或级一级或二级二级或三级极软岩无或一级一级或二级或三级二级或三级注：1.大变形代表岩性有板岩、炭质板岩、片岩、云母片岩、炭质片岩、千枚岩、炭质千枚岩、页岩、蚀变岩带、压性断层破碎带等。2.当岩层厚度不超过IoCm,岩层走向与隧道轴线夹角小于30°且结构面或岩层倾角大于60°,大变形等级应提高一级。5.4.2大变形围岩评价应包括地质构造地层岩性、岩石坚硬程度、岩层厚度、岩体完整程度、岩层产状、水文地质条件、初始地应力状态、不良地质、特殊岩土、围岩分级、变形潜势、环境影响评价、隧道设计施工建议等内容。6大变形隧道设计6.1 一般规定6.1.1 大变形隧道荷载应由初期支护和二次衬砌共同承担，隧道结构设计应考虑围岩流变特性，满足强度、刚度和耐久性要求。6.1.2 大变形隧道结构上的荷载分类和荷载中除围岩压力外的其他永久荷载、可变荷载及偶然荷载均应符合现行公路隧道设计规范JTG3370.1的规定。6.1.3 大变形隧道支护与衬砌结构应综合考虑变形等级、围岩特性、断面跨度、埋深施工方法等因素，通过工程类比和理论分析确定，必要时经过试验分析确定。6.1.4 大变形隧道应采用曲墙衬砌结构形式，变形潜势分级强烈的小洞室宜加大边墙和仰拱的曲率。6.1.5 大变形隧道结构应由变形等级高的地段向变形等级低的地段延伸加强，延伸长度不宜小于两倍隧道开挖宽度。6.1.6 隧道紧急停车带、附属洞室及与辅助坑道交叉位置等特殊结构位置宜避开大变形地段；若无条件时，宜避开变形潜势分级强烈地段。6.1.7 公路隧道大变形防治施工设计应符合下列要求：a）明确变形控制的关键技术措施变形控制基准及各措施的施作时机。b）对注浆、长锚杆（索）、监控量测等关键工序进行专项设计。6.2 隧道轴线选择6.2.1隧道宜避开大变形区段，必须穿过时，应选择在大变形分布范围小、地质构造相对简单、岩性条件较好的地段通过。6.2.2隧道轴线宜与岩层走向垂直或大角度相交，且与最大主应力方向平行或小角度相交。6.2.3隧道穿越压性断层破碎带时宜垂直或大角度通过。6.2.4隧道顺褶皱构造轴线方向时，宜绕避褶皱轴部，选择在地质条件较好的一侧翼部通过。6.2.5隧道穿越大变形地段时宜采用埋深较浅、长度较短的隧道。6.2.6通过大变形地段的并行隧道，应增大线间距；当不可避免设置小净距隧道时，应加强工程措施、调整施工工序、减小开挖扰动等方法。6.3围岩压力6.3.1大变形隧道结构上的围岩压力可参考类似工程实测结果取值。6.3.2当无类似工程实测结果时，可按（式T）、式-2及表5.2.2计算围岩压力，施工中应结合实测数据进行调整。a）垂直均布压力可按（式6.3.2-1）计算确定。q=0.191*B0.15*eO.44-35H（式6.3.2-1）式中：Q一垂直均布压力（MPa）；B一隧道开挖跨度（m）；H一隧道埋深（m）；S一软岩大变形等级，S=K2、3,对应大变形等级一、二、三，勘察设计阶段按变形潜势判定变形等级取值，在施工阶段根据实测变形量确认的大变形等级进行修正；e一自然常数。b）水平均布压力可按式6.3.2-2及表5.2.2计算确定。e=q（式6.3.2-2）式中：e一水平均布压力（MPa）；一侧压力系数，取值见表3。表3侧压力系数取值软岩大变形等级一二三入0.50-0.75>1注：取值与洞室高跨比有关。对高跨较大的马蹄形或椭圆形单线隧道，取表中较小值;对于高跨比近似等于1的双线隧道和圆形（或近似圆形）隧道，取表中较大值。水平地应力比较大时，可根据实际情况调整。6.4初期支护6.4.1大变形隧道初期支护宜采用喷混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等措施组合使用，可按附录C确定，并符合下列规定：a）喷混凝土宜采用早强喷射混凝±,设计强度等级不应低于C25,变形等级三级地段喷射混凝土的设计强度等级不宜低于C30,可添加钢纤维或合成纤维。b）钢筋网宜采用直径6mm8的钢筋焊接而成，网格间距宜为15cm25cuc）钢架应全环设置，在初喷混凝土后及时架设，钢架背后的间隙应注浆充填密实。d）系统锚杆宜沿隧道周边按梅花形均匀布置，其方向应接近径向或垂直岩层。条文说明：6.4.2系统锚杆可单独或组合采用中短锚杆、长锚杆（索）等方式，并应符合下列规定：a）短锚杆采用快凝全长黏结型锚杆。b）中锚杆采用自进式注浆锚杆、预应力锚杆等。c）长锚杆（索）采用自进式注浆锚杆或预应力锚杆（索）6.4.3大变形等级一、二级的隧道支护设计应符合下列要求：a）钢架支护应有足够的刚度和强度。b）锚固体系采用中短锚杆组合，注浆加固围岩。c）加强钢架锁脚及纵向连接，初期支护应尽早封闭。6.4.4大变形等级三级的隧道支护宜采用长短锚杆组合、注浆加固及掌子面围岩补强等配合大刚度钢架初期支护体系；必要时可通过试验分析确定采用长锚索、双（多）层支护等措施。6.4.5大变形隧道的预留变形量的设置应综合考虑变形等级、围岩特征开挖跨度、埋置深度、支护条件、补强空间及施工方法等因素，采用工程类比法确定；当无类比资料时可按表4采用，并应根据现场监控量测结果进行调整。表4预留变形建议值（mm）变形等级一二三小，中跨（B12m）100-200200-300300-400大跨及以上（12m<B15m）150250250-350350-450注:根据围岩变形的不均匀性，预留变形量可分工序、分部差异化设置。6.5二次衬砌6.5.1大变形隧道衬砌结构型式宜采用连接圆顺的断面形式。6.5.2大变形隧道二次衬砌应采用钢筋混凝土，仰拱厚度不应小于拱墙厚度，仰拱和拱墙。6.5.3大变形隧道与辅助坑道、联络通道交叉处和设置附属洞室部位应加强二次衬砌。6. 5.4大变形隧道二次衬砌施作应在围岩和初期支护变形基本稳定后进行。变形基本稳定应符合：变形速率明显下降并趋于缓和；当无经验时，可按变形速率（7d平均值）中小跨小于InIm/d、大跨及以上小于2mmd执行，并对二次衬砌进行加强。7大变形隧道施工与变形控制7.1一般规定7.1.1 大变形隧道施工应根据变形等级、地质条件、断面尺寸、结构受力特点、地下水活动状态确定施工方法。7.1.2 公路隧道大变形防治现场施工应重点做好下列工作：a）编制专项施工方案，强化施工过程控制和工序衔接紧凑，细化施工工艺、工序质量要求。a）超前地质预报纳入工序管理，及时对预报结果进行分析评价，并结合现场分析调整预报方法。b）加强喷碎、注浆、锚杆（索）、钢架架设及锁脚、监控量测等关键工序的控制。c）明确监控量测实施细则，做好预警预报和预案实施工作。7.1.3 大变形隧道变形控制宜采用适度应力释放、主动加固围岩、适时锚固约束和单（多）层支护等措施。7.1.4 大变形隧道应加强监控量测，及时掌握支护结构变形及受力状况，适时施作或调整变形控制措施。7.2围岩加固7. 2.1变形等级为一、二级时，可采取下列加固措施：a）超前预加固以拱部超前小导管为主，掌子面预留核心土。b）开挖后加固以拱墙中短锚杆为主，并辅以径向注浆加固。7. 2.2变形等级为三级时，可采取下列加固措施：a）超前预加固以拱部超前小导管为主，必要时管棚加固；学子面加固采取喷射混凝土封闭、预留核心土等措施，必要时采取超前注浆、超前锚杆等措施确保学子面的稳定。b）开挖后加固以拱墙长、中、短锚杆（索）锚固体系为主，并辅以径向注浆加固，必要时可在仰拱设置锚杆进行加固。7. 2.3锚杆应及时施作，锚索锚固宜在变形趋缓时进行。7. 2.4初期支护完成后，拱墙背后应及时进行回填注浆。7.3开挖7. 3.1大变形隧道宜采用控制爆破、弱爆破开挖，条件适宜地段可采用非爆破开挖。7. 3.2大变形隧道施工方法应根据围岩变形潜势力等级进行确定，一、二级大变形段可采用台阶法或大断面法施工，三级大变形段落可采用微台阶或多台阶法施工。7. 3.3大变形隧道开挖还应符合下列规定：a）围岩条件发生变化时，应及时调整开挖进尺。b）隧道开挖施工中应依据变形特点合理预留变形量，并根据监控量测信息及时修正。c）围岩加固及支护措施应及时施作。d）施工中应及时进行量测数据的整理分析，发现异常时应分析原因并采取措施。e）加强洞内施工排水管理，避免积水浸泡软化围岩。7.4应力释放与变形控制7. 4.1大变形隧道宜结合施工工法通过预留变形量进行应力释放，三级变形段必要时可选用超前导洞等方式释放。7. 4.2超前释放应有足够的释放截面比及释放时间。7. 4.3大变形隧道变形控制过程中，可采用下列辅助措施提高支护结构整体性和刚度：a）钢架宜加强纵向连接，并加强锁脚。b）一、二级变形段可在钢架环向接头部位设短型钢纵向连接，三级变形段宜在拱墙设置短型钢纵向连接。c）三级变形段可设置仰拱型钢拱形桁架等措施。d）钢架节段中部可通过锚杆锁固连接。7. 4.4高速变形阶段难以及时施作加固措施时，可采用增设临时支撑、掌子面超前加固、设置锁脚钢管桩或纵向钢托梁等措施，以控制围岩变形。7. 4.5变形潜势分级强烈段可采用伸缩钢架,喷层可设置纵向变形缝,变形稳定后采取喷混凝土封闭。7.5支护与衬砌7. 5.1大变形隧道的支护施工应符合下列规定：a）仰拱紧跟，初期支护尽早形成封闭结构。b）喷射混凝土宜采用逐层加喷作业。c）采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设，覆盖厚度不应小于3cm。d）多层支护应分层施作，应根据预留变形量、监控量测数据分析确定每层允许变形量;后续支护应在前一层支护累积变形达到该阶段允许变形量前及时施作。e）多层支护的后续支护宜在前一层支护封闭成环后及时施作。f）变形速率过快时应及时采取围岩加固措施，避免支护侵限。g）临时仰拱（横撑）视围岩情况及量测数据确定设置区段，可采用型钢、钢管等措施。7.5.2隧道施工中，应结合学子面岩体完整程度，按表5及附录C对变形潜势、支护体系与围岩适应性进行确认。表5按早期变形速率评价支护体系适应性变形速率VP（mmd）1010-3030-50>50变形速率等级常规变形低速中速高速变形潜势正常轻做中等强烈支护体系评价强合理基本合理弱或不适应7.5.3衬砌施工应根据监控量测结果，在围岩和初期支护变形基本稳定后进行。当围岩变形较大，流变特性明显时，应加强初期支护或采用其他辅助工程措施。7.5.4衬砌完成的地段，应继续观察和监测衬砌的稳定状态。7 .5.5在衬砌灌注结束后应进行衬砌混凝土养护，养护时间应根据水泥性能确定，养护方式应考虑现场条件，环境温湿度、变形特点、断面尺寸，施工操作等因素。8 .5.6二次衬砌拆模应符合下列要求：a）一级变形地段拆模时混凝土强度应达到设计强度的70%以上。b）二、三级变形地段拆模时混凝土强度应达到设计强度的100%。c）二次衬砌拆模时混凝土内部与表层表层与环境之间的温差不得大于20cC,结构内外层表面温差不得大于15,混凝土内部开始降温前不得拆模。d）拆除模板时不得影响或中断混凝土的养护工作。7.6施工组织管理及设备配套7. 6.1隧道大变形防治应推行机械化作业，支护及注浆、长锚杆（索）等工序应采用湿喷机械手、钢拱架拼装机、锚杆钻机、注浆泵等专用设备。8. 6.2隧道大变形防治应推行专业化施工，对注浆、锚杆（索）施作、超前地质预报和监控量测等关键工序组织专业化队伍实施。9. 6.3隧道大变形防治应推行工厂化施工，对钢架、锚杆（索）、钢筋网、导管等关键构件工厂化生产。10. 6.4隧道大变形防治应采用信息化手段进行项目管理，使用视频、自动监测等技术，实现安全保障、质量追溯、数据采集与处理隐蔽工程可视等目标。8.1一般规定8.1.1 监控量测工作应纳入隧道施工工序管理，并宜延伸至隧道运营期。8.1.2 大变形隧道开工前，应根据设计要求，结合隧道规模、变形等级、地形地质条件支护类型和参数施工方法、周围环境和工期安排等编制施工全过程监控量测方案。编制内容应包括：量测项目、量测仪器选择、测点布置、量测频率、数据处理、信息反债、组织机构、管理体系等。量测计划应与施工进度计划相适应。监控量测方案并应根据现场情况进行动态调整。8.1.3 监控量测布点和监测应紧接开挖、支护作业，并根据现场施工情况及时调整量测项目和内容。量测数据应及时分析处理、反馈。监控量测作业流程如图-1所示。图-1监控量测流程图8.1.4 监控量测及分析应达到下列目的：a）判识围岩稳定性，核实变形等级。b）掌握围岩及支护变形特征，验证支护结构效果，进行稳定性评价及监测管理。c）确定锚固、支护及二次衬砌施作时机。d）判断支护参数和施工方法的合理性，为调整支护参数和施工方法提供依据。e）积累量测数据，为信息化设计与施工提供依据。8.1.5 大变形隧道的监测方法、项目及控制基准应与围岩变形等级、支护方式及施工方法相适应。8.2监控量测项目和技术要求8. 2.1监控量测项目可按表8分为必测项目和选测项目两大类。选测项目可根据围岩性质、变形等级、设计与施工特殊要求等条件确定。表6监控量测项目软岩大变形等级监控量测项目一二掌子面围岩状态评价*支护表面变形及开裂观察水平收敛拱顶下沉*拱脚位移OO*隧底隆起OO开挖及支护断面扫描*二次衬砌位移变化*围岩压力O。*钢架内力OO喷混凝土内力OOO二次衬砌内力初期支护与二次衬砌间接触压力*锚杆轴力OO*锚索轴力OO*围岩内部位移O掌子面挤出位移OOO注:为必测项目；O为选测项目。8.2.2隧道施工过程中应进行开挖面观察和已施工地段观察，并应符合下列要求:a）隧道开挖工作面爆破后应立即进行工程地质状况的观察和记录，进行地质素描及数码成像。b）填写工作面观察表和施工阶段围岩级别判定卡，与勘察资料对比，必要时进行物理力学试验。c）观察喷混凝土、锚杆和钢架等变形情况，记录其发展情况，可按附录D记录。8. 2.3洞内必测项目，各测点应在距掌子面不超过2m处及时埋设，初读数应在开挖后12h内读取。8. 2.4隧道宜根据需要设置整体位移测点，宜在仰拱设置底鼓测点，可与拱顶下沉对应设置。8. 2.5净空变形监测断面的间距应根据隧道断面尺寸、变形等级、围岩级别埋深及工程重要性确定，并按不低于表7所列间距值进行设置。测试项目应尽量布置在同一断面。表7变形监控测断面间距变形等级截面间距（m）一10-15二5-10三58. 2.6正常施工段初期支护及二次衬砌受力监控量测断面间距应按表8的要求布置。初期支护与二次衬砌受力监测应同一断面布置。表8受力监控量测断面间距变形等级截面间距（m）一根据需要在试验段设置，不少于2个断面二300500m,不少于2个断面三50m150m,不少于2个断面8.2.7净空变化监测频率应按表9确定，并不应低于现行公路隧道施工技术规范JTG/T3660中的要求。开挖中下台阶、仰拱或拆除临时支护等施工状况发生变化时，应提高监测频率。表9按位移速度确定的监控量测频率位移速度（mmd）监测频率2504次/d30503-4次/d103023次/d5102次/d151次/d<11次/(2-3)d8 .2.8受力监测项目应在各变形等级初始位置布设不少于2组断面，其频率应结合量测值的变化情况进行调整。9 .2.9选测项目应在施工过程中根据需要加测，其量测频率应根据设计和施工要求以及必测项目反馈信息结果确定。8. 2.10非对称变形隧道监测点和监测项目应在变形严重部位进行加密布置和监测。11. 2.11围岩内部位移量测应符合下列规定：a）代表性地段围岩内部位移量测宜设1-2个量测断面,每量测断面应设3-7个测孔,可采用单点、多点杆式或钢丝式位移计量测。量测精度应不低于O.1mm。b）应及时计算当次围岩内部位移，绘制不同深度位移图，分析不同深度位移变化规律，预测该测点可能出现的最大位移值评估围岩松动圈范围和围岩稳定性状况。8.3变形控制基准和管理登记8.3.1变形控制基准包括净空位移变形速率等，应根据地质水件、变形等级、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性等因素制定。8.3.2变形控制基准应采用工程类比法确定，当无类比资料时控制基准可参照表TO选用，并应根据现场监控量测结果进行调整。表-10净空位移控制基准值（mm）变形等级一二三小，中跨（BS12m）300500700大跨及以上（12m<B）400600800注:表中数值可在施工中根据实测资料的积累作适当调整。8.3.3根据量测结果，支护结构稳定性评判标准应符合下列规定:a）实测最大值或回归预测最大值不得超过控制值。b）基于流变性的研究成果，将变形时态曲线安全状态分为以下三类来评判隧道稳定性，如图错误!文档中没有指定样式的文字。-2所示。图错误!文档中没有指定样式的文字-2变形时态曲线稳定性判定c）初期支护净空位移变化速度，大跨隧道小于2mmd,中小跨隧道小于1mm/d时，且满足图3（a）条件，可认为变形达到基本稳定。d）数据异常（位移与时间曲线满足图3（C）时，应分析原因，制定对策，必要时立即停止开挖并进行施工处理。8.3.4大变形隧道施工变形管理结合地质条件，采用变形速率和位移双控指标，可按表Tl进行变形管理等级划分。表-11公路大变形隧道施工变形管理等级划分变形速率（mmd）管理等级变形总量一般(510)低速(1030)中速(3050)高速(>50)U<50%UO绿色绿色蓝色黄色50%0<<80%UO绿色蓝色黄色红色80%U0U<100%UO蓝色黄色红色红色注:UO为净空位移控制基准值.8.3.5大变形隧道根据监测管理等级可按表-12指导施工。当混凝土表面已出现明显裂缝时，应采取立即补强措施，并改变施工方法或设计参数。表-12公路大变形隧道变形管理对策表管理等级施工对策绿色正常施工蓝色警戒，加强监测，准备预案黄色预警，分析原因，实施预案红色报警，检查预案实