軟弱圍巖隧道不同開挖方法施工力學(xué)響應(yīng)數(shù)值模擬.pdf

1、隨著我國公路隧道建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的提高,公路建設(shè)中會(huì)遇到各種情況復(fù)雜的軟弱圍巖地段。然而,軟弱圍巖隧道坍方、作業(yè)人員傷亡等事故卻時(shí)有發(fā)生。本文主要針對(duì)軟弱圍巖隧道的開挖方法對(duì)軟弱圍巖隧道圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)狀態(tài)做進(jìn)一步研究。
　　 本文系統(tǒng)分析了軟弱圍巖隧道的地質(zhì)工程特性、影響軟弱隧道圍巖穩(wěn)定性的各種因素、變形破壞特征,并總結(jié)了軟弱圍巖隧道開挖的四種施工方法。結(jié)合漆樹坡隧道進(jìn)口軟弱圍巖地段的施工實(shí)例,根據(jù)漆樹坡隧道部分典型

2、斷面的量測(cè)資料:對(duì)圍巖變形位移-時(shí)間特征及影響變形原因分析,主要研究成果有:
　　 ①選取漆樹坡隧道軟弱破碎段進(jìn)行監(jiān)控量測(cè),研究了典型斷面的圍巖位移-時(shí)間變形曲線、圍巖位移-空間變化曲線的特點(diǎn)及規(guī)律,對(duì)圍巖變形時(shí)間效應(yīng)和空間效應(yīng)進(jìn)行分析,得出漆樹坡隧道軟弱圍巖變形特征有:隧道拱頂沉降變形量比周邊水平收斂值大。漆樹坡隧道軟弱破碎的V級(jí)圍巖變形的位移變形釋放速率均較為緩慢,Ⅳ級(jí)圍巖的圍巖變形的位移變形釋放速率均較為迅速。其中,下臺(tái)階

3、開挖時(shí)的位移變形釋放速率明顯快于上臺(tái)階開挖時(shí)的速率。
　　 ②對(duì)漆樹坡隧道軟弱破碎的段采用全斷面、上下臺(tái)階法、CD法和CRD法的開挖施工過程進(jìn)行數(shù)值模擬研究。用全斷面法開挖時(shí),由于開挖斷面較大,圍巖約束解除的比較快,雖然位移最終值不是太大,但是變化速度比較快,不利于控制圍巖的變形;采用臺(tái)階法開挖上半部時(shí),由于跨度大、矢跨比小,在上臺(tái)階的兩個(gè)下端會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中,不利于承受外部荷載,因此支護(hù)時(shí)要求迅速、及時(shí),支護(hù)強(qiáng)度要高并且要

4、注意上、下臺(tái)階連接處的加固處理;采用CD法施工時(shí),中壁墻兩端的圍巖和初期支護(hù)產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中和拉應(yīng)力,出現(xiàn)局部破壞,采用此方法時(shí),應(yīng)注意中壁墻的柔性支護(hù)設(shè)計(jì);CRD法開挖圍巖時(shí),擾動(dòng)次數(shù)多,且沒有可靠的中壁墻支護(hù),極不利于圍巖迅速形成承載結(jié)構(gòu)。
　　 ⑨對(duì)四種施工方法進(jìn)行分析比較:四種方法均能保證施工安全且四種開挖方法位移都滿足規(guī)范要求:但通過數(shù)值模擬分析加上考慮到施工工期及經(jīng)濟(jì)因素,最后決定對(duì)漆樹坡隧道進(jìn)口段采用上下臺(tái)階法開