富水區(qū)炭質(zhì)千枚巖隧道塌方機(jī)理及施工支護(hù)方案研究.pdf

1、隧道塌方對交通事業(yè)的發(fā)展和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成很大的損失，對隧道塌方的分析研究對減少塌方災(zāi)害發(fā)生，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全意義重大。隧道工程的地質(zhì)條件具有復(fù)雜性和未知性。千枚巖具有遇水易軟化的特點(diǎn)導(dǎo)致千枚巖隧道在富水區(qū)的施工遭遇巨大的挑戰(zhàn)，隧道很容易出現(xiàn)大變形，支護(hù)受損破環(huán)，甚至出現(xiàn)塌方事故。因此，有必要對其進(jìn)行針對性的研究，豐富隧道塌方機(jī)理的研究成果，為以后類似工程的建設(shè)提供借鑒。
　　論文以四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣九寨溝

2、風(fēng)景區(qū)黃土梁隧道的多次塌方事故為工程背景，跟據(jù)塌方特點(diǎn)及成因進(jìn)行塌方分類，并針對性的進(jìn)行塌方機(jī)理研究，并提出該類地質(zhì)條件下隧道的優(yōu)化的施工支護(hù)方案。得出以下結(jié)論:
　　1)黃土梁隧道為富水千枚巖隧道，施工過程中發(fā)生了多次塌方。數(shù)值模擬分析顯示:在采用臺階法開挖過程中，當(dāng)上臺階掌子面開挖但未支護(hù)的情況下，隨著時間的推移，隧道圍巖的變形一直均勻增加，但當(dāng)荷載釋放20％左右時，圍巖承載能力超過了極限承載能力，圍巖豎向變形和水平變形均出現(xiàn)

3、了變形速率突增的情況，隧道下臺階巖土體出現(xiàn)貫通塑性區(qū)，隨后計(jì)算出現(xiàn)不收斂的情況。綜合可見，在該工況下的體系失穩(wěn)主要是由于上臺階底部圍巖失穩(wěn)引起隧道體系的整體失穩(wěn)塌方。
　　2)根據(jù)黃土梁隧道塌方區(qū)段的受力特性及塌方機(jī)理，從改善其受力特性的角度出發(fā)，提出了以下幾個優(yōu)化方向:全斷面帷幕注漿技術(shù)的加固圈厚度優(yōu)化，施工工法優(yōu)化，二襯支護(hù)時機(jī)優(yōu)化。
　　3)從全斷面帷幕注漿技術(shù)效果來看，隨著注漿加固圈厚度的不斷增加，圍巖的承載能力也在

4、不斷提高，但當(dāng)加固圈厚度超過4.5m后，加固圈厚度增加的單位加固效應(yīng)減緩。因此，建議最佳加固圈厚度為4.5m。
　　4)通過對比臺階法、CD法、上臺階雙側(cè)壁法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等工法，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法對圍巖變形總量及變形速率均有較好的限制作用，為最佳工法。
　　5)在二襯可承受范圍內(nèi)最大限度發(fā)揮其支護(hù)作用，可以適當(dāng)提高隧道體系的整體穩(wěn)定性，通過對不同的剩余荷載二襯分擔(dān)比例進(jìn)行對比計(jì)算可得該工程最佳的剩余荷載二襯分擔(dān)比例為45％。