預應力長錨索對毛羽山隧道大變形控制效果研究.pdf

1、毛羽山隧道為軟弱圍巖且埋深較大,并處于極高地應力環(huán)境下,且松動圈范圍較大,普通的錨桿長度不足以穿越松動區(qū)錨固到穩(wěn)定巖體中,這使得傳統(tǒng)的錨噴支護不能充分發(fā)揮作用,嚴重影響施工進度并存在較大的安全隱患。針對上述的特點,選用預應力長錨索配合錨噴混凝土的支護結構來測試對大變形的改善情況。本文以蘭渝鐵路毛羽山隧道的預應力長錨索試驗段為背景,圍繞錨索對大變形的控制情況展開下列研究。
　　(1)在隧道12 m和18 m長錨索試驗段中各選一個監(jiān)測

2、斷面作為研究對象,分別從圍巖變形、圍巖壓力、接觸壓力和錨索受力等四個方面進行研究分析,得到了圍巖的變形和應力應變的規(guī)律,以及二次襯砌受力情況。
　　(2)采用FLAC3D軟件對12 m和18 m長錨索試驗段,以及將12 m長錨索布設在18 m長錨索位置處的換布設位置段的隧道施工過程進行數值模擬,分析得出隧道變形、圍巖應力和接觸應力隨施工空間變化的規(guī)律。
　　(3)通過毛羽山隧道預應力長錨索試驗段現(xiàn)場實測變形、圍巖壓力和初支與

3、二次襯砌接觸壓力與數值模擬中的結果比較分析,綜合評選變形控制效果,選擇最優(yōu)的錨索施作方案。
　　主要研究成果:
　　(1)預應力長錨索是一種“主動”的支護形式,對圍巖的變形能更容易控制,且12 m和18 m的錨索長度都可以穿過6 m左右的圍巖表層松動區(qū)范圍,將表層松動的巖塊錨固到深層未擾動的穩(wěn)定巖體中,充分利用未擾動體的穩(wěn)定性加固隧道洞室。
　　(2)通過對現(xiàn)場圍巖位移和應力值分析,得出預應力長錨索試驗段隧道的變形和應

4、力規(guī)律:各測點的位移量、圍巖壓力、接觸壓力的測量值受隧道三臺階施工工序的影響較大,有較長時間波動,其增大期較長,累積總量大,且還出現(xiàn)左右不對稱的情況。12 m長錨索試驗段監(jiān)控斷面的拱頂累積沉降量為371 mm,上臺階收斂值為438 mm,中臺階收斂值為347 mm,下臺階收斂值為269 mm;18 m長錨索試驗段監(jiān)控斷面的拱頂累積沉降量為296 mm,上臺階收斂值為387 mm,中臺階收斂值為340 mm,下臺階收斂值為279 mm。當

5、在預應力錨索施作后,施作部位的控制變形效果較明顯,可以減小累積變形量,且能有效的減小二次襯砌的受力情況。
　　(3)通過12 m和18 m兩個長錨索試驗段及換布設位置段的三維數值模擬對比分析得出,12 m長錨索試驗段的支護結構在中臺階和下臺階收斂值比18 m長錨索試驗段約減小30％;18 m長錨索試驗段在拱頂沉降方面比12 m長錨索試驗段減小約15%,在上臺階水平收斂控制上減小約20%;換布設位置段在拱頂沉降控制方面比18 m長錨