鐵路隧道底部上拱病害機理分析及整治技術研究.pdf

1、隨著我國鐵路的迅猛發(fā)展，鐵路隧道的建設規(guī)模和數(shù)量也日益增多。由于隧道所處地質環(huán)境復雜多變，底部結構上拱現(xiàn)象時有發(fā)生，嚴重影響了鐵路運營和工程建設的安全，因此，開展對鐵路隧道底部上拱機理及整治技術的研究具有重要的理論意義和工程實用價值。本文針對鐵路隧道底部結構上拱病害，圍繞隧底上拱機理及整治技術，通過現(xiàn)場調查、理論分析以及數(shù)值模擬，統(tǒng)計分析了產生隧底上拱的主要影響因素、原因及機理，研究了不同影響因素對隧道底部結構變形和受力的影響，提出了隧

2、底上拱病害的整治措施。主要研究內容如下:
　　(1)統(tǒng)計分析了產生隧底上拱的主要影響因素、原因及機理。通過調查全路10條線共18座隧道底部結構上拱病害情況，統(tǒng)計了隧底上拱的主要影響因素，依次為地下水、施工質量、膨脹巖、結構匹配性及地應力，分析了隧底發(fā)生上拱的漸進性演變規(guī)律，隧底上拱與時間密切相關，在底部圍巖出現(xiàn)一定范圍劣損破壞后產生。
　　(2)研究了不同影響因素對隧道底部結構變形和受力的影響。通過有限元軟件模擬了隧道發(fā)生上

3、拱時底部結構變形和受力分布特征，仰拱填充層頂面基本表現(xiàn)為受拉，且中心水溝及其兩側填充層頂面中部位置主拉應力較大，并由頂面向結構內部減小。分析了底部結構變形和受力隨不同影響因素的變化趨勢，明確了各因素對底部結構變形和受力的影響程度，由大到小依次為膨脹力、仰拱矢跨比、仰拱厚度、圍巖劣化程度。
　　(3)提出了鐵路隧道底部上拱病害的整治措施，明確了技術特點、適用范圍以及關鍵參數(shù)。錨注一體化通過錨桿和漿料的共同作用，提高了底部圍巖完整性并

4、隔絕了地下水;“輕型井點降水+注漿”降低了地下水位，提高了底部圍巖的承載力;隧道換底技術通過拆除既有基底結構并強化設計，提高了結構抗力;基底換填通過置換不良地層，提高了底部圍巖抵抗變形的能力。
　　(4)以獅子嶺隧道底部上拱病害為例，結合隧道自身結構特點，提出了下沉式縱橫梁長距離架空線路換底整治措施，隧道采用的縱梁懸掛橫梁方案施工便利且縱橫梁體系穩(wěn)定可靠，實現(xiàn)了有限天窗時間內長距離開挖段線路的全部架空，多個開挖段同步快速換底施工，