通透肋式拱梁隧道圍巖-支護相互作用研究——以安徽省龍瀑隧道為例.pdf

1、通透肋式拱梁隧道(本論文中的龍瀑隧道)在我國隧道史上首創(chuàng)，總長為80m，傍山淺埋，半明半暗形式的隧道。由于該隧道半明半暗形式的特殊性，其隧道開挖是在山體淺表層進行暗洞開挖，其隧道圍巖變形及破壞主要集中在隧道掌子面及其上方巖體中，在該隧道施工過程中，既要考慮到隧道圍巖本身的穩(wěn)定性又要注意到隧道所在山體整體的穩(wěn)定性。本文結(jié)合安徽省龍瀑隧道，采用地質(zhì)條件研究與數(shù)值模擬分析相結(jié)合的研究手段，對這種通透肋式拱梁隧道新型結(jié)構(gòu)進行了巖體結(jié)構(gòu)特征、變形

2、破壞模式、變形監(jiān)測分析和地應力釋放率的研究。 ①根據(jù)邊坡變形跡象，并結(jié)合邊坡監(jiān)測資料可知，邊坡變形原因主要為地形地貌、巖體結(jié)構(gòu)、降雨、隧道開挖進尺、施工爆破等五個方面。 ②通過現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)研分析得出隧道的變形模式主要有兩種順層滑坡和傾倒變形。 ③通過參數(shù)反演，在天然狀態(tài)下穩(wěn)定性系數(shù)為1.15；在爆破、降雨等因素影響下，穩(wěn)定性系數(shù)1.04，處于極限平衡狀態(tài)；在地震情況下，穩(wěn)定性系數(shù)0.99，極可能產(chǎn)生整體失穩(wěn)。

3、 ④通過變形監(jiān)測分析，龍瀑隧道是傍山淺埋偏壓隧道，坡體變形除了開挖卸荷引起一部分位移外，還有本身巖體結(jié)構(gòu)面控制的影響，其變形的規(guī)律是從外向內(nèi)延伸，隧道坡體位移主要由控制性結(jié)構(gòu)面控制發(fā)展的。從監(jiān)測數(shù)據(jù)總體上來看，管棚加固深度為15m，而邊坡變形深度為9m，也說明管棚的深度是足夠的，管棚加固對坡體整體穩(wěn)定性起了控制性加固作用。 ⑤現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查和監(jiān)測鉆孔資料表明，在隧道中存在一組非常發(fā)育的傾坡外控制性結(jié)構(gòu)面，而在隧道開挖過程中，證實

4、了位移的突變是由于控制性結(jié)構(gòu)面張開造成的，通過開挖進尺與位移百分比的關系，我們估算出其控制性結(jié)構(gòu)面張開的位移值。 ⑥根據(jù)公路隧道設計規(guī)范中的假定，運用古典庫侖土壓力公式推導出通透肋式拱梁隧道這種新型結(jié)構(gòu)的襯砌荷載計算方法。 ⑦通過數(shù)值模擬研究，我們得到一些規(guī)律，從圍巖受力方面來看，隧道開挖后，在隧道圍巖中其第一條控制性軟弱結(jié)構(gòu)面附近出現(xiàn)拉應力集中，而在拱腳位置處出現(xiàn)壓應力集中；在支護結(jié)構(gòu)上，在靠近第一條控制性軟弱結(jié)構(gòu)面附