第二節洞室圍巖變形及破壞的基本類型,隧道掌子面,隧道掌子面開挖,隧道掌子面開挖,隧道盾構施工,隧道盾構施工,隧道錨噴支護,隧道襯砌施工,建好的地下廠房（二灘電站）,第二節洞室圍巖變形及破壞的基本類型,一.圍巖應力引起的變形與破壞1.圍巖：工程開挖后，應力變化范圍內的巖體。2.二次應力：工程開挖后，巖體中一定范圍內原始應力發生變化，其改變后重新分布的應力叫二次應力。又叫重分布應力或圍巖應力。(一)圍巖應力變化規律1.圓形洞室：,r,r,二次應力在圍巖中形成的塑性圈,第二節洞室圍巖變形及破壞的基本類型,2.直墻圓拱型洞室：,第二節洞室圍巖變形及破壞的基本類型,（二）圍巖應力引起的變形和破壞類型1.張裂塌落：拱頂張應力超過巖石抗拉強度，引起巖石破裂，導至洞頂塌落的現象。2.劈裂剝落：切向應力導至洞室周邊巖石形成平行洞壁的密集破裂，并產生剝落的現象。,第二節洞室圍巖變形及破壞的基本類型,3.碎裂松動：碎裂狀巖體開挖后，巖塊沿結構面滑移并形成松動圈的現象。4.彎折內鼓：徑向應力擠壓薄層圍巖，使之向洞內彎折內鼓，甚至坍倒的現象。,第二節洞室圍巖變形及破壞的基本類型,5.巖爆：在高應力地區，洞室開挖后，圍巖因彈性應變能突然釋放而發生的巖石彈射或拋出的現象。巖爆特點：,第二節洞室圍巖變形及破壞的基本類型,注：fr巖石單軸抗壓強度：1-地應力的最大主應力。,第二節洞室圍巖變形及破壞的基本類型,6.塑性擠出：軟弱巖體在洞室開挖后，當圍巖應力超過其屈服強度時，向洞內產生的塑性擠出的現象。7.膨脹內鼓：在膨脹巖地區，洞室開挖后水分向松動圈集中，導致巖石吸水膨脹，并向洞內鼓出的現象。,隧道變型破壞,第二節洞室圍巖變形及破壞的基本類型,二.圍巖構造控制的變形與破壞指圍巖當結構面上剪應力超過抗剪強度而產生的沿結構面剪切滑移。,v,v,v,H,H,H,第二節洞室圍巖變形及破壞的基本類型,三.松散圍巖的變形與破壞：1.重力坍塌：固結程度差的散體結構圍巖，開挖后在重力作用下自由坍落。塑流涌出：當開挖飽水斷層破碎帶時，松散物質常形成碎屑流涌出。,第三節地下洞室特殊地質問題,一.突水突泥：突水突泥是指隧道開挖過程中，突然產生大量的水或泥涌入隧道的現象。地下洞室中，地下水影響可歸納為以下幾個方面：1以靜水壓力的形式作用于同室襯砌。2使巖石和結構面軟化，使其強度降低。3促使圍巖中的軟弱夾層泥化，減少層間阻力，造成巖體易于滑動。4石膏、巖鹽及某些以蒙脫石為主的粘土巖類，在地下水的作用下將易發生劇烈的溶解或膨脹。隨著膨脹的產生，將會出現附加的山巖壓力。5含水層由于大量地下水的流出，在動水壓力作用下，將出現流砂及滲透變形。6如地下水的化學成分中含有害化合物(硫酸、侵蝕性二氧化碳、硫化氫、亞硫酸)時。對襯砌將產生侵蝕作用。7最為不利的影響是發生突然的大量突水突泥。這種突然突水突泥常造成停工和人身傷亡事故。,第三節地下洞室特殊地質問題,造成地下洞室大量突水的條件是：洞室通過溶洞發育的石灰巖地段，尤其是遇到蓄水洞穴或地下暗河系統時，可能有大量的突水，其突水量可達幾百至幾千噸/小時。洞室通過厚層的含水砂礫石層，突水量可達幾百噸/小時。遇到富水的斷層破碎帶，特別是它又與地表水連通時，也會發生大量的突水，突水量一般也在幾十至幾百噸/小時。洞室通過節理發育的背斜、向斜軸部，當其富水時。從已有資料來看，造成突水的多是有豐富的地表水，沿著溶洞、暗河或斷層破碎帶以及節理發育的背斜、向斜軸部等良好通道進入地下洞室通過部位，形成局部富水區，當洞室開挖時便突然產生大量突水。,第三節地下洞室特殊地質問題,涌水量預測方法：,（1）相似比擬法：由實測導坑涌水量推算：,由于開挖地段涌水量推算：,第三節地下洞室特殊地質問題,（2）水均衡法：（3）地下水動力學法：潛水含水層中的完整型隧道：承壓水含水層中的完整型隧道：,第三節地下洞室特殊地質問題,（二）腐蝕：1.腐蝕類型：,第三節地下洞室特殊地質問題,2.腐蝕嚴重程度：3.腐蝕易發生地區：,第三節地下洞室特殊地