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冰水堆积体隧道施工过程变形与受力分析

发布时间:2019-10-02 16:28
【摘要】:为探明冰水堆积体公路隧道施工期间围岩变形和支护体系特性,以在建国道317线雀儿山隧道为工程依托,通过现场实验对冰水堆积体围岩物理力学参数及施工特性进行分析,采用现场测试方法对施工过程中隧道地表下沉和洞周变形,锚杆轴力、钢拱架内力、围岩-初期支护接触压力等支护体系特性进行研究。结果表明:(1)冰水堆积体围岩隧道粒度粗细悬殊且粗细混杂岩性变化大,垂直方向上主要分为冰水积含碎石砂卵砾石层和冰漂砾块碎石层;(2)水平方向上围岩构成和分布是影响锚杆轴力、拱架内力、围岩与初支的接触压力变化及分布的主要影响因素;(3)采用三台阶预留核心土法施工安全可控。
【图文】:

隧道出口,纵断面


展的川藏高速公路和川藏铁路相似围岩条件下的隧道工程具有实际意义和参考价值。1工程概况雀儿山隧道地处青藏高原东部的川西高原、金沙江上游,甘孜藏族自治州德格县境内。隧道长7079m,主峰海拔6168m,隧道进口高程4378.72m,出口高程4239.50m,是目前我国在建海拔最高,里程最长的公路隧道[12]。该隧道主洞为单孔双向行车隧道,运行速度设计为60km/h。雀儿山隧道隧址区属高山~极高山冰川地貌,内有现代冰川及古冰川遗迹分布,受冰川侵蚀河谷所致,沟谷切割深度最大达到了1000m。隧道出口段地质纵断面如图1所示。隧道出口端洞口段130m冰水堆积体围岩,围岩级别为Ⅴ级。其地表覆盖层透水性好,加之高原、高寒、缺氧、气压低、工效低,施工困难极大。图1雀儿山隧道出口段纵断面雀儿山隧道出口段支护参数如表1所示。隧道穿越冰水堆积体围岩较差情况下,及时调整施工步距:其中,核心土3m,一台阶2m,,二台阶2m,坡道5m,装车区15m,深埋排水管及仰拱初支施工区12m,掌子面至仰拱初支闭合成环合计40m,仰拱衬砌及填充施工区6m,防水板土工布及钢筋施工区12m,衬砌施工区12m,衬砌闭环至掌子面合计63m。施工工法如图2所示。表1雀儿山隧道各支护参数明细mm超前支护初期支护二次衬砌喷混凝土鐖22药卷锚杆纵×横钢筋网钢架预留变形混凝土拱墙混凝土仰拱鐖108大管棚、鐖42双层小导管240(含仰拱)3000@1000×500鐖6.5@20I18b@500300500钢筋混凝土鐖20@250(HPB235)500钢筋混凝土鐖20@250(HRB335)图2三台阶预留核心土工法示意2冰水堆积体围岩组成及工程特性2.1冰水堆积体物理力学特性经与大量室内、现场物理、力学特性试验资料和有关建议值指标资料分析,可知冰水堆积体隧道围岩具有较强的透水性。开挖显?

土工,三台,核心,冰水堆积


质纵断面如图1所示。隧道出口端洞口段130m冰水堆积体围岩,围岩级别为Ⅴ级。其地表覆盖层透水性好,加之高原、高寒、缺氧、气压低、工效低,施工困难极大。图1雀儿山隧道出口段纵断面雀儿山隧道出口段支护参数如表1所示。隧道穿越冰水堆积体围岩较差情况下,及时调整施工步距:其中,核心土3m,一台阶2m,二台阶2m,坡道5m,装车区15m,深埋排水管及仰拱初支施工区12m,掌子面至仰拱初支闭合成环合计40m,仰拱衬砌及填充施工区6m,防水板土工布及钢筋施工区12m,衬砌施工区12m,衬砌闭环至掌子面合计63m。施工工法如图2所示。表1雀儿山隧道各支护参数明细mm超前支护初期支护二次衬砌喷混凝土鐖22药卷锚杆纵×横钢筋网钢架预留变形混凝土拱墙混凝土仰拱鐖108大管棚、鐖42双层小导管240(含仰拱)3000@1000×500鐖6.5@20I18b@500300500钢筋混凝土鐖20@250(HPB235)500钢筋混凝土鐖20@250(HRB335)图2三台阶预留核心土工法示意2冰水堆积体围岩组成及工程特性2.1冰水堆积体物理力学特性经与大量室内、现场物理、力学特性试验资料和有关建议值指标资料分析,可知冰水堆积体隧道围岩具有较强的透水性。开挖显示冰水堆积体段隧道地下水呈淋雨状发育,局部有股状水。因现场测定法比实验室测定法更可靠并符合实际土层的渗透情况,现场采用野外注水试验测定渗透系数。因隧道出口段埋深浅,故在现场开挖多组试坑,在往地基中注水时量测水头高度和渗流量,再根据相应的理论公式求出渗透系数k值。通过测试并计算得到的渗透系数平均值为30~50m/d,在局部架空部位,渗透系数平均值为40~70m/d,可知,该段冰水堆积体围岩的渗透性较强,属于强~中透水介质,存在以流土形式为主的渗透变形问题。2012年9月15日正式进洞,?
【作者单位】: 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室;西南交通大学峨眉校区土木系;中铁一局集团有限公司;
【基金】:国家自然科学基金(U1134208,U1361210);国家自然科学基金(51378434) 国家科技支撑计划课题(2013BAB10B04)
【分类号】:U455.4

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本文编号:2545016

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