饱水土质隧洞变形特性分析及影响因素研究

基于新疆库尉引水隧洞现场监测资料,对饱水土质隧洞变形特性及影响因素进行深入分析。根据其主导影响因素将土质隧洞的变形分为3个阶段:横向空间效应影响阶段→纵向空间效应+时间效应影响阶段→时间效应阶段,横向空间效应影响为开挖时出现塌方、冒顶的主要因素,可通过超前支护、减小横向空间面积等方式降低其影响;纵向空间效应+时间效应主导着第二阶段的变形,其合理的分离可为参数反演提供依据;第三阶段的时间效应主要为流变变形。对不同埋深、围岩类型以及支护强度影响下监测的变形数据的分析可知:低液限粉(黏)土整体性较好,主要发生与埋深有较大关系的形变变形,埋深越大,变形越大,且具有一定的流变特性;粉土夹砂层和粉细砂夹砾石排水量大,开挖过程中易发生小范围塌方,其变形主要以洞周一定范围内的松动变形为主,且与夹砂层的位置有较大关系,埋深对其变形影响不显著,在采取强支护措施及分步开挖方式下,监测到的变形量值均较小。支护结构在拱顶和边墙部位的变形特性有很大差异:拱顶变形稳定时间短,变形量小;低液限粉(黏)土围岩边墙处围岩塑性区范围随埋深增大,应力释放时间效应明显,形变压力不断增长,收敛变形量大。对于土质隧洞,钢拱架在限制围岩变形方面比钢格栅更为显著,考虑造价等因素,应根据不同地质条件、埋深合理选择支护方式。