高速铁路隧道薄板状近水平岩层的稳定性分析及施工控制

发布时间：2021-09-02 18:30

　　福建至厦门高速铁路碧峰寺隧道正线进口段拱腰与拱顶近水平岩层出现局部离层和剥落现象,本文对岩体失稳破坏机理进行了分析。在爆破开挖扰动下,薄板状近水平岩层隧道掌子面拱顶易形成嵌固梁结构,拱肩易形成悬臂梁结构;薄板状近水平岩层的厚度与跨度对其稳定性起控制作用。采取综合超前地质预报、超前小导管注浆、风钻钻孔弱爆破、三台阶临时仰拱法开挖、隧道监控量测等技术及施工控制措施后,隧道近水平岩层垮落与超欠挖现象得到有效控制。 

【文章来源】：铁道建筑. 2020,60(11)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

碧峰寺隧道平面示意

根据结构力学，将隧道拱顶与拱腰的近水平层状岩体简化为薄板状结构，并将拱顶近水平岩层上部荷载简化为竖直均布荷载[7]。假设拱顶与拱腰近水平岩层为均质、连续的各向同性弹性体，其变形符合小变形理论，岩层变形发生在同一平面。施工现场隧道拱顶与拱腰近水平层状岩层在爆破开挖扰动作用下分别形成悬臂梁和嵌固梁结构。两种梁结构受力如图2所示。将其简化为平面应变问题进行分析。隧道拱顶近水平岩层a上方所受均布荷载设嵌固梁近水平岩层a跨度为La，厚度为ha，重度为γa，自重qa=γaha。hi与γi分别为岩层a上方岩层的厚度和重度。岩层a弯矩如图3所示。

设嵌固梁近水平岩层a跨度为La，厚度为ha，重度为γa，自重qa=γaha。hi与γi分别为岩层a上方岩层的厚度和重度。岩层a弯矩如图3所示。图3中，岩层a端部极限弯矩Md和中点弯矩Mz分别为q2La2/12和q2La2/24，端部弯矩较大，因此端部承载能力较差。岩层a中任一点的正应力σ0可表示为

【参考文献】：
期刊论文
[1]水平层状岩体隧道爆破施工对临近隧道影响的DLSM模拟分析[J]. 杨建群,金小华,吴雯雯,李革,李博,马建军.  江西理工大学学报. 2018(03)
[2]水平层状岩体隧道爆破开挖数值模拟及振动效应研究[J]. 姬维天,刘洪震.  洛阳理工学院学报(自然科学版). 2016(04)
[3]火风山隧道水平岩层稳定性分析及施工措施[J]. 邵明敏,王忠伟,付景宇.  铁道建筑. 2011(12)
[4]水平层状岩体隧道零开挖进洞施工技术[J]. 黄金旺.  公路工程. 2011(03)
[5]不同层状结构岩体中隧洞开挖诱发岩爆机理研究[J]. 黄志平,赵文,唐春安,朱万成,张滨州.  沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2011(03)
[6]水平层状岩体隧道超欠挖控制爆破技术[J]. 张运良,曹伟,王剑,雷明锋.  铁道科学与工程学报. 2010(05)

硕士论文
[1]深埋水平岩层隧道开挖围岩稳定性分析[D]. 杨修.北京交通大学 2013



本文编号：3379509