鐵路隧道底部上拱病害機理分析及整治技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國鐵路的迅猛發(fā)展，鐵路隧道的建設(shè)規(guī)模和數(shù)量也日益增多。由于隧道所處地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變，底部結(jié)構(gòu)上拱現(xiàn)象時有發(fā)生，嚴重影響了鐵路運營和工程建設(shè)的安全，因此，開展對鐵路隧道底部上拱機理及整治技術(shù)的研究具有重要的理論意義和工程實用價值。本文針對鐵路隧道底部結(jié)構(gòu)上拱病害，圍繞隧底上拱機理及整治技術(shù)，通過現(xiàn)場調(diào)查、理論分析以及數(shù)值模擬，統(tǒng)計分析了產(chǎn)生隧底上拱的主要影響因素、原因及機理，研究了不同影響因素對隧道底部結(jié)構(gòu)變形和受力的影響，提出了隧

2、底上拱病害的整治措施。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)統(tǒng)計分析了產(chǎn)生隧底上拱的主要影響因素、原因及機理。通過調(diào)查全路10條線共18座隧道底部結(jié)構(gòu)上拱病害情況，統(tǒng)計了隧底上拱的主要影響因素，依次為地下水、施工質(zhì)量、膨脹巖、結(jié)構(gòu)匹配性及地應(yīng)力，分析了隧底發(fā)生上拱的漸進性演變規(guī)律，隧底上拱與時間密切相關(guān)，在底部圍巖出現(xiàn)一定范圍劣損破壞后產(chǎn)生。
　　(2)研究了不同影響因素對隧道底部結(jié)構(gòu)變形和受力的影響。通過有限元軟件模擬了隧道發(fā)生上

3、拱時底部結(jié)構(gòu)變形和受力分布特征，仰拱填充層頂面基本表現(xiàn)為受拉，且中心水溝及其兩側(cè)填充層頂面中部位置主拉應(yīng)力較大，并由頂面向結(jié)構(gòu)內(nèi)部減小。分析了底部結(jié)構(gòu)變形和受力隨不同影響因素的變化趨勢，明確了各因素對底部結(jié)構(gòu)變形和受力的影響程度，由大到小依次為膨脹力、仰拱矢跨比、仰拱厚度、圍巖劣化程度。
　　(3)提出了鐵路隧道底部上拱病害的整治措施，明確了技術(shù)特點、適用范圍以及關(guān)鍵參數(shù)。錨注一體化通過錨桿和漿料的共同作用，提高了底部圍巖完整性并

4、隔絕了地下水;“輕型井點降水+注漿”降低了地下水位，提高了底部圍巖的承載力;隧道換底技術(shù)通過拆除既有基底結(jié)構(gòu)并強化設(shè)計，提高了結(jié)構(gòu)抗力;基底換填通過置換不良地層，提高了底部圍巖抵抗變形的能力。
　　(4)以獅子嶺隧道底部上拱病害為例，結(jié)合隧道自身結(jié)構(gòu)特點，提出了下沉式縱橫梁長距離架空線路換底整治措施，隧道采用的縱梁懸掛橫梁方案施工便利且縱橫梁體系穩(wěn)定可靠，實現(xiàn)了有限天窗時間內(nèi)長距離開挖段線路的全部架空，多個開挖段同步快速換底施工，