散體圍巖淺埋隧道的開挖與支護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、大量隧道實(shí)踐表明,在隧道斷層破碎帶及其影響帶、淺埋段的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈?guī)Ъ皬?qiáng)風(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(dòng)脫落,在短時(shí)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(duì)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(duì)這類隧道的開挖與支護(hù)過程進(jìn)行模擬,分析其對(duì)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(duì)淺埋段散體圍巖在施工過程中的變形及力學(xué)行為進(jìn)行相關(guān)分析研究,為該類隧道的設(shè)計(jì)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(diǎn),對(duì)散體圍巖隧道的破壞形式與穩(wěn)定性特點(diǎn)進(jìn)行分析,總結(jié)隧道常用施工方法與特點(diǎn),并分析了圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用機(jī)理。
　　 (2)進(jìn)行了小導(dǎo)管注漿模型實(shí)驗(yàn),研究結(jié)果表明小導(dǎo)管注漿支護(hù)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(duì)不同開挖及支護(hù)過程進(jìn)行數(shù)值仿真模擬,研究不同施工方法對(duì)散體圍巖的穩(wěn)定性影響。通過對(duì)數(shù)值結(jié)果的分析可知,大斷面法開挖散體隧道,對(duì)圍巖擾動(dòng)很大,不利于圍巖穩(wěn)定,特別是掌子面會(huì)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(shí),圍巖相對(duì)較穩(wěn)定,拱頂及地表下沉小,但支護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)的圍巖變形壓力增加,且施工工藝繁瑣,進(jìn)度慢,工程造價(jià)高;采

4、用正臺(tái)階預(yù)留核心土法開挖時(shí),可以減少對(duì)圍巖的擾動(dòng),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(xiàng)及地表下沉,圍巖穩(wěn)定性提高。就支護(hù)措施而言,由于散體圍巖穩(wěn)定性極差,如不進(jìn)行超前支護(hù),被開挖圍巖在初期支護(hù)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(hù)后,散體圍巖的力學(xué)性能顯著改善,巖體強(qiáng)度增大,圍巖整體穩(wěn)定性提高。同時(shí),在超前支護(hù)作用范圍內(nèi)