雅康高速公路二郎山隧道花岗岩区二衬支护时机分析

发布时间：2019-09-12 11:56

【摘要】：如何确定二次衬砌的合理施作时机一直是新奥法隧道施工中的热点、难点问题。为了研究二郎山隧道花岗岩区二衬支护时机,首先,结合现场实测数据分析了隧道变形的特征规律,总结归纳出两类变形时程曲线并分析了曲线形态差异的原因和产生条件;然后,根据现场实测数据的回归分析和数值拟合得到了Ⅲ级和Ⅳ级围岩净空变形的预测公式;最后,基于现场监控量测反分析法、收敛限制半解析法,以变形量、时间、空间参数的形式给出了Ⅲ级和Ⅳ级围岩下的二衬支护时机。结果表明:(1)实测变形时程曲线有两类;(2)Ⅲ级围岩二衬支护时机:周边收敛量为8.2~9.2 mm、拱顶下沉量为6.9~7.8 mm,开挖后的第11天,距离掌子面24~35 m;(3)Ⅳ级围岩二衬支护时机:周边收敛量为16.8~18.9 mm、拱顶下沉量为10.0~11.2 mm,开挖后的第16天,距离掌子面46~65 m。研究成果可对二郎山隧道后续花岗岩区施工和同类工程提供参考。
【图文】：

时程曲线,纵断面

┕ず屯噗喙こ烫峁┎慰肌?1工程概况四川省雅安至康定高速公路工程项目控制性工程二郎山隧道雅安段位于雅安市天全县新沟村境内，右洞全长13.4km，最大埋深1462m;左洞全长13.45km，最大埋深1457m，属超特长深埋隧道，采用双向四车道高速公路标准设计。隧址区属构造剥蚀高中山区，地面切割强烈，山势陡峻，植被茂密。隧址区位于川滇Y字形交汇带部位，地质构造极为复杂，断裂构造和褶皱十分发育。研究区花岗岩段属于构造二区，里程为K68+160～K69+690，埋深270～925m，位于保凰断裂和二郎山东支断裂之间，纵断面如图1所示。围岩级别主要为Ⅲ级和Ⅳ级，呈灰白、紫红色，局部段含节理密集带和小型断裂。岩体较完整～较破碎，呈裂隙块体结构～块碎镶嵌结构。地下水呈点滴～线流状。其主要物理力学性质参数和初次衬砌结构支护参数见表1。图1研究区纵断面示意Fig．1Thelongitudinalsectionofthestudyarea表1隧道围岩物理力学性质及初次衬砌结构支护参数Table1Parametersofphysicalandmechanicalpropertyandfirsttunnelliningstructure围岩级别ρ/(kg/m3)C/kPaΦ/(°)泊松比E/MPa喷混凝土/cm锚杆长度/m锚杆间距/m钢筋网钢架纵距Ⅲ级28501300500．235．5×104102．51．2×1．2φ6．5mm@25cm无Ⅳ级2850400380．302．2×104183．01．0×1．2φ6．5mm@25cm格栅10cm×15cm@1．0m2现场监控量测数据处理与分析2．1实测变形时程曲线形态特征分析对二郎山隧道花岗岩区进行了周边收敛和拱顶下沉项目的监控量测工作。选取Ⅲ、Ⅳ级花岗岩中30个监测断面(测点布置在初支表面)，总计27个周边收敛测点、12个拱顶下沉测点，分析现场实测变形时程曲线，可分为以下两种类型:1)Ⅰ类变?

变形曲线,Ⅰ类,变形速率

104183．01．0×1．2φ6．5mm@25cm格栅10cm×15cm@1．0m2现场监控量测数据处理与分析2．1实测变形时程曲线形态特征分析对二郎山隧道花岗岩区进行了周边收敛和拱顶下沉项目的监控量测工作。选取Ⅲ、Ⅳ级花岗岩中30个监测断面(测点布置在初支表面)，总计27个周边收敛测点、12个拱顶下沉测点，分析现场实测变形时程曲线，可分为以下两种类型:1)Ⅰ类变形曲线有以下特征:①起始变形速率最大;②随着时间推移，，变形速率减小，累积变形逐渐趋稳;③曲线全过程大体服从指数函数。Ⅰ类以K69+040边墙收敛等为典型，如图2所示。2)Ⅱ类变形曲线有以下特征:①起始变形速率很小，曲线前段下凹;②1～2d后变形速率达到最大值，曲线出现反弯点;③随后变形速率减小，累积变形会稳定一段时间，然后继续增长至最终稳定;④曲线全过程呈现出台阶形态。Ⅱ类以K68+597边墙收敛、K68+663边墙收敛等为典型，如图3所示。图2Ⅰ类变形曲线典型断面Fig．2ThetypicalcurveofclassⅠ二郎山花岗岩区段均采用全断面开挖，因此可以确定变形曲线的形态与施工工序无关。本文认为地质条件差异是出现两种不同形态变形曲线的根本原因。图4、5是现场围岩照片。Ⅰ类曲线所处围岩条件好，节理不发育，完整性好，储存了较高的弹性应变能。开挖之后，已积聚的弹性应变能快速释放，围岩卸荷回弹作用在初支上，表现为周边收敛和拱顶下沉，这就解释了为什么I76四川建筑科学研究第43卷
【作者单位】：地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学);四川藏区高速公路有限责任公司;四川省交通投资集团有限责任公司;
【基金】：交通运输部建设科技项目(2015318J29040)
【分类号】：U455.91

【参考文献】