散體圍巖淺埋隧道的開挖與支護技術(shù)研究.pdf

1、大量隧道實踐表明,在隧道斷層破碎帶及其影響帶、淺埋段的構(gòu)造運動強烈?guī)Ъ皬婏L(fēng)化帶、隧道上方堆積體段及松散砂土體段等位置,隧道開挖后,圍巖松動脫落,在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量塑性變形,極易以散體破壞形式發(fā)生片幫、掌子面失穩(wěn)、拱頂坍塌等工程災(zāi)害。但是,就現(xiàn)有研究而言,還不能對松散破碎圍巖區(qū)隧道施工過程的力學(xué)行為做出完全合理的解釋。因此,有必要對這類隧道的開挖與支護過程進行模擬,分析其對圍巖穩(wěn)定性的影響,并用來指導(dǎo)施工。
　　 本文結(jié)合吉懷高速

2、公路杜夜隧道工程K34+200～K34+250段,對淺埋段散體圍巖在施工過程中的變形及力學(xué)行為進行相關(guān)分析研究,為該類隧道的設(shè)計施工提供一定的理論借鑒。主要的研究工作及結(jié)論如下:
　　 (1)介紹散體圍巖的概念及特點,對散體圍巖隧道的破壞形式與穩(wěn)定性特點進行分析,總結(jié)隧道常用施工方法與特點,并分析了圍巖與支護結(jié)構(gòu)的相互作用機理。
　　 (2)進行了小導(dǎo)管注漿模型實驗,研究結(jié)果表明小導(dǎo)管注漿支護可以顯著改善散體圍巖的力學(xué)性

3、能,提高圍巖的自承能力,減少圍巖拱頂沉降變形。
　　 (3)采用巖體工程軟件FLAC3D對不同開挖及支護過程進行數(shù)值仿真模擬,研究不同施工方法對散體圍巖的穩(wěn)定性影響。通過對數(shù)值結(jié)果的分析可知,大斷面法開挖散體隧道,對圍巖擾動很大,不利于圍巖穩(wěn)定,特別是掌子面會發(fā)生較大內(nèi)空位移,拱頂及地表下沉不易控制;采用小斷面分部法開挖時,圍巖相對較穩(wěn)定,拱頂及地表下沉小,但支護結(jié)構(gòu)承擔(dān)的圍巖變形壓力增加,且施工工藝繁瑣,進度慢,工程造價高;采

4、用正臺階預(yù)留核心土法開挖時,可以減少對圍巖的擾動,特別是在核心土作用下,掌子面的受力狀態(tài)顯著改善,掌子面圍巖的內(nèi)空位移得到有效控制,減少了拱項及地表下沉,圍巖穩(wěn)定性提高。就支護措施而言,由于散體圍巖穩(wěn)定性極差,如不進行超前支護,被開挖圍巖在初期支護施做或發(fā)揮效力之前,就已經(jīng)產(chǎn)生大面積塑性屈服,導(dǎo)致圍巖拱頂及周邊收斂過大或整體失穩(wěn)破壞:采用超前支護后,散體圍巖的力學(xué)性能顯著改善,巖體強度增大,圍巖整體穩(wěn)定性提高。同時,在超前支護作用范圍內(nèi)