丽香铁路黄山哨隧道下穿岩堆段设计施工关键技术

以下穿岩堆段的丽香铁路黄山哨隧道为工程依托,对岩堆段地表开裂及洞内初期支护边墙严重变形的问题进行研究。地表埋设6根测斜管监测地表位移情况,洞内布置3个断面进行围岩压力、钢架内力、二次衬砌内力、初期支护与二次衬砌间的接触压力、锚杆轴力量测。在分析现场岩堆段洞内外受力机制及原因的基础上,根据数值计算结果优化二次衬砌断面型式及进一步加大二次衬砌厚度及配筋。采取以下措施控制隧道岩堆段变形:1)地表岩堆土石接触面开裂处增设截排水措施;2)加大隧道初期支护钢架型号及加长岩堆侧边墙径向系统锚杆;3)加大隧道边墙轮廓曲率并优化隧道二次衬砌型式为圆顺型;4)隧道预留变形量加大至30cm;5)隧道二次衬砌内净空预留50cm补强空间;6)隧道拱部设置42小导管超前支护。现场岩堆段采取以上措施后已顺利施工通过,根据洞内外监测结果显示,结构在安全可控范围内。

考虑空间效应的岩堆体隧道管棚力学模型研究

针对现有管棚弹性地基梁模型中基床系数确定方法的不足,研究不同弹性模量、泊松比以及围岩应力释放率下岩堆体隧道洞口段掌子面附近围岩基床系数的分布规律,建立考虑空间效应的岩堆体隧道管棚弹性地基梁模型,进一步结合某岩堆体隧道工程实践,分析了管棚挠度分布的影响因素。结果表明:考虑隧道开挖空间效应的管棚弹性地基梁模型与实测更接近,可以更真实地反映管棚的受力变形行为。管棚变形行为与围岩弹性模量、泊松比等力学参数,开挖进尺、开挖高度、管棚钢管刚度等施工参数,以及应力释放率、隧道埋深等因素密切相关,影响因素多,力学机制较为复杂。对于岩堆体隧道浅埋段,开挖进尺宜取1m左右,开挖高度取3~6m间较合适,宜采用108mm及以上大直径管棚,并采取预加固措施。结论可为岩堆体隧道洞口浅埋段施工参数的合理选择提供理论依据。

开挖进尺对岩堆体隧道施工的影响

基于某高速公路隧道穿越岩堆体的工程实践,建立了岩堆体隧道采用三台阶七步工法的三维数值计算模型,分析不同开挖进尺下岩堆体隧道围岩塑性区、拱顶下沉以及围岩水平位移的变化规律。结果表明:合理的开挖进尺能明显改善围岩受力,控制周边围岩位移。进行岩堆体隧道开挖时,建议采用短进尺,开挖进尺控制在1m左右。所得结论可为岩堆体隧道施工提供有益参考。

三台阶七步法台阶长度对岩堆体隧道稳定性的影响分析

基于某高速公路隧道穿越岩堆体的工程实践,建立了岩堆体隧道采用三台阶七步留核心土法施工的三维数值计算模型,分析不同台阶长度下岩堆体隧道围岩应力、拱顶下沉、围岩水平位移以及围岩塑性区的变化规律,并与现场实测结果进行对比。结果表明:合理的台阶长度能明显改善围岩受力状况,限制周边围岩位移。进行岩堆体隧道开挖时,建议采用短台阶,台阶长度控制在4m以内。所得结论可为岩堆体隧道施工提供有益参考。