浅埋黄土隧道洞身穿越岩土分界受力变形特征

发布时间：2025-01-18 15:27

　　 靖神铁路横山隧道为黄土地区浅埋单线铁路隧道,围岩自稳性很差,地质条件极为复杂,隧道暗挖段洞身穿越岩土分界地层。本文以横山隧道为工程背景,运用FLAC3D的interface单元,通过数值模拟和现场试验研究隧道洞身穿越岩土分界的变形和受力规律,确定施工变形控制措施。研究结果表明:超前小导管、两台阶法+临时横撑+扩大拱脚+掌子面加固施工方法可有效控制围岩变形,保证隧道安全施工。进一步分析了超前支护和初支控制变形的作用,超前小导管起到了限制围岩变形的作用。掌子面全为黄土时围岩变形量、支护受力明显较大,应确保加强拱脚与墙脚支护,并及时施作仰拱,超前支护采取双层超前小导管,而当隧道穿越岩土分界线时,应当尤其注意加强拱脚支护。FLAC3D的interface单元可较好地模拟隧道穿越岩土分界线时围岩及支护的受力变形状况,计算分析和现场实测都表明:地表沉降、拱顶下沉和洞周位移均小于15 mm,控制隧道地表沉降及围岩变形效果较好,保证了隧道安全稳定。

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【部分图文】：

图1 隧道暗挖段地质概况图

隧道洞身穿越岩土分界线横断面及地质概况如图1所示。横山隧道暗挖段主要采用超前小导管、两台阶法+临时横撑+扩大拱脚+掌子面加固施工方法。

图2 现场施工照片

现场施工情况如图2所示。2隧道变形受力特征分析

图3 计算模型

为更好地对隧道穿越岩土分界线进行数值模拟，采用Flac3D的接触面单元(interface)模拟岩土地层间相互滑移和剥离作用，并与单纯设置两种不同参数地层的工况及监测情况进行对比分析。2.2计算参数

图4 初支最小主应力云图

各工况初支最小主应力云图如图4所示。图4初支最小主应力云图

本文编号：4028792