寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)及穩(wěn)定性研究.pdf

1、姜路嶺隧道處于海拔4300m以上的青藏高原，地理環(huán)境十分惡劣，在施工過程中發(fā)現(xiàn)，隧道圍巖為寒區(qū)炭質(zhì)頁巖，巖性差，等級低，巖層暴露后極易風(fēng)化。隧道開挖后圍巖發(fā)生十分大的變形甚至出現(xiàn)大塌方等問題，最終結(jié)果造成工程進(jìn)度推遲和造價(jià)大幅度提高。隧道大變形問題一直以來就是隧道工程中十分難以解決的難題，還沒有很好的解決辦法。雖然目前有過關(guān)于大變形的相關(guān)研究，但研究的內(nèi)容還比較少，并且都是針對一般地區(qū)隧道大變形的研究，對高海拔高寒區(qū)隧道大變形問題的研究

2、更是鳳毛麟角，因此在隧道設(shè)計(jì)和施工中，只能依靠經(jīng)驗(yàn)、工程類比和對在施工中監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的分析，通過改變施工方法或支護(hù)參數(shù)來解決，但是這樣在工程前期，如果采用的施工方法不合理或支護(hù)參數(shù)過小，在施工中存在很大的安全隱患。為了解決巖性為寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道大變形容易造成塌方的問題，為以后具有同樣圍巖性質(zhì)的隧道工程的設(shè)計(jì)施工提供參考和依據(jù)，在此以姜路嶺隧道工程為依托，對寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道開展相關(guān)研究。
　　首先對寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道圍巖壓力計(jì)算公式進(jìn)

3、行探討，通過總結(jié)現(xiàn)有圍巖壓力的計(jì)算方法，選擇出適合深埋隧道圍巖壓力的計(jì)算方法，利用選出的計(jì)算方法分別對寒區(qū)炭質(zhì)頁巖圍巖壓力進(jìn)行計(jì)算。之后利用測量數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬得出深埋段的圍巖壓力范圍，與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，以計(jì)算結(jié)果最接近分析出的圍巖壓力的計(jì)算公式為基礎(chǔ)，對公式中參數(shù)適當(dāng)優(yōu)化，最后運(yùn)用另外同類隧道的測量數(shù)據(jù)和模擬不同開挖寬度時(shí)的數(shù)據(jù)對修改后的參數(shù)進(jìn)一步驗(yàn)證。
　　然后對寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道支護(hù)參數(shù)進(jìn)行分析，在經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范的基礎(chǔ)之上，選出適

4、合寒區(qū)炭質(zhì)頁巖支護(hù)的超前支護(hù)、錨噴支護(hù)、鋼拱架等參數(shù)的大致范圍，結(jié)合現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，對得出的范圍進(jìn)行優(yōu)化，運(yùn)用數(shù)據(jù)模擬對原支護(hù)參數(shù)和優(yōu)化后參數(shù)下的支護(hù)效果進(jìn)行對比。之后考慮二次襯砌的安全儲備，假定所有荷載僅由二次襯砌承擔(dān)，分別運(yùn)用荷載結(jié)構(gòu)法和地層結(jié)構(gòu)法對二襯受力計(jì)算，選擇最不利受力狀態(tài)進(jìn)行強(qiáng)度校核。
　　最后對圍巖穩(wěn)定性分析，依據(jù)測量的圍巖沉降和收斂數(shù)據(jù)，分析出圍巖破壞時(shí)的沉降收斂總量和日變化速率臨界值，得出圍巖最終是否穩(wěn)定的判斷依