浅埋偏压小净距隧道开挖力学效应及不对称支护研究

发布时间：2019-10-15 09:24

【摘要】：随着我国城市道路及众多等级公路的建设，出现了越来越多的隧道工程。隧道可以裁弯取直，缩短线路里程，但是隧道工程大多修建于野外，受当地地质地形因素影响较大，隧道必须适应地质地形的变化，从而也产生了许多特殊的隧道形式。本文以浅埋偏压小净距隧道为研究对象，采用理论分析、数值模拟等方法，，对浅埋偏压小净距隧道的围岩压力、施工力学效应以及不对称支护等进行了较为系统深入的研究。主要研究工作和成果如下： ①从理论上分析了浅埋偏压小净距隧道围岩压力的分布特点，并通过数值计算研究了某地形浅埋偏压小净距隧道单洞左右侧及左右两洞围岩压力的分布差异。 ②选取某隧道典型浅埋偏压小净距断面为分析对象，研究了采用台阶法开挖时，开挖过程对于围岩应力应变的影响情况，以及支护结构内力变化情况。分析表明隧道开挖对围岩的影响随着与开挖面的距离增大而减小，后期施工过程对前期完成的支护有较大的影响。 ③对比分析了采用台阶法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法开挖时围岩和衬砌结构的力学响应。采用双侧壁导坑法开挖时对围岩的影响最小，但衬砌结构受力最大，而采用台阶法开挖时对围岩影响最大，但衬砌结构受力最小。 ④分析了在地面坡度一定且浅埋侧洞室埋深固定情况下隧道净距对于围岩和衬砌结构的影响，分析表明，两洞净距增大后，深埋侧洞室埋深随之增大，导致深埋侧洞室衬砌结构以及围岩变形变化较大，而浅埋侧洞室变化情况较小。 ⑤对浅埋偏压小净距隧道进行了不对称支护分析，分别对喷锚支护中的喷射混凝土和锚杆进行了单洞和双洞不对称支护建模和计算，结果表明，对于浅埋偏压小净距隧道可以适当将单洞受力较小的一侧或者受力较小的洞室衬砌支护参数减小，达到节约材料以及充分发挥材料性能的作用。
【图文】：

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2 浅埋偏压小净距隧道的判定及围岩压力特点2.1 偏压隧道的成因一般所指偏压隧道是指由于各种原因使得隧道洞身承受显著偏压压力不对称）的隧道。隧道偏压的形成主要受以下三种因素的影响：①②地质因素；③施工因素。2.1.1 地形因素隧道傍山，洞顶覆盖层较薄，隧道埋深较浅，地面显著倾斜。当隧洞身靠近山体一侧承受的压力将大于另一侧所承受的压力，从而使隧荷载，如图 2.1 所示。当隧道外侧拱肩至地表的垂直距离（t）小于表 2.1 所列数值时，根算结果分析表明围岩不能自立，一般按偏压隧道围岩压力公式计算。

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【参考文献】