浅埋小净距隧道中夹岩柱稳定性及加固方案研究

为了探究小净距隧道中夹岩柱稳定性及加固方案,以四川德阳白竹山1号隧道为背景,基于普氏平衡拱理论,提出小净距隧道中夹岩柱上覆围岩压力计算公式,研究了小净距隧道上覆围岩压力影响因素。运用有限元软件MIDAS GTS NX建立浅埋小净距隧道三维模型,分析了在不同隧道净距工况下的围岩位移、塑性区分布以及中夹岩柱竖向应力分布情况,确定了合理净距。对中夹岩柱进行区域划分并对不同组合方式进行注浆加固,研究了不同加固方案对围岩变形的控制效果。研究结果表明:小净距隧道开挖方式、中夹岩柱加固措施和隧道净距直接影响平衡拱的形成以及上覆围岩压力的大小;白竹山1号隧道进口小净距段设计净距13.94 m是合理的;对中夹岩柱中岩盘采用小导管注浆加固极大地提高了中夹岩柱整体性和稳定性,限制了围岩变形。研究成果可为类似小净距隧道中夹岩柱最小安全净距及加固设计和施工提供参考。

某特大断面小净距隧道中夹岩柱预留宽度与加固方案研究

为探究特大断面小净距隧道中夹岩柱预留宽度的合理取值及其加固方案效果,以某双向八车道特大断面小净距隧道工程为背景,采用FLAC 3D软件分析了不同围岩级别下不同预留宽度中夹岩柱的稳定性,并探究了中夹岩柱分别采用注浆、对拉预应力锚杆以及二者组合的加固效果。结果表明:围岩级别越高,中夹岩柱的稳定性对预留宽度的变化越敏感;Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级围岩下未进行加固的中夹岩柱合理预留宽度分别为>0.5B、>0.6B、>0.7B(B为开挖跨度),以保证围岩的稳定;围岩级别越低,其变形对中夹岩柱注浆加固方式越敏感,Ⅳ级、Ⅴ级围岩下中夹岩柱采用注浆加固对隧道洞室变形控制效果优于对拉预应力锚杆;Ⅲ级、Ⅳ级围岩下采用二者组合加固与单一加固方式优化效果相差不大;Ⅴ级围岩下采用单一加固方式中夹岩柱塑性区仍然贯通,实际工程中建议采取组合加固方式,以保障施工安全。