淺埋偏壓軟弱圍巖隧道設(shè)計施工優(yōu)化研究.pdf

1、隨著高速公路的快速發(fā)展，隧道工程的數(shù)量呈爆發(fā)式增長，一些工程地質(zhì)復雜、施工條件惡劣的隧道成為能否按時通車的控制環(huán)節(jié)。隧道建設(shè)由安全、便捷的環(huán)境逐漸發(fā)展到惡劣、復雜的環(huán)境。復雜地質(zhì)條件下隧道的設(shè)計施工，目前仍然以工程類比法和信息反饋法相結(jié)合來施工。在淺埋偏壓軟弱圍巖等復雜地質(zhì)相結(jié)合條件下修建隧道則更為困難。
　　現(xiàn)行隧道設(shè)計規(guī)范中，對圍巖分級跨度較大，難以適用各種復雜地質(zhì)條件。本文首先以岜向隧道為工程背景，在Ⅴ級軟弱圍巖條件下，以地

2、面的傾斜角度和地面與隧道開挖輪廓線之間的法向距離兩個變量，采用隧道圍巖及支護受力特性作為分類指標，將Ⅴ級圍巖進一步細分為的三種類型。
　　在分類基礎(chǔ)上，對隧道設(shè)計規(guī)范建議的支護參數(shù)進行優(yōu)化，結(jié)果表明:對Ⅰ類圍巖，規(guī)范建議支護參數(shù)雖然安全性足夠，但材料使用過多，經(jīng)濟性較差，優(yōu)化后既可減少材料的使用，又可保證結(jié)構(gòu)的安全性;Ⅱ類圍巖安全性和經(jīng)濟性良好，可按照規(guī)范建議支護參數(shù)選取;Ⅲ類圍巖安全性較低，必須對規(guī)范中支護參數(shù)進行適當優(yōu)化，以保

3、障安全。
　　在不同類別圍巖條件下，隧道使用不同施工方法時，支護受力及變形不同。受偏壓的影響，拱頂最大沉降位置偏向覆土較多一側(cè)，較少覆土一側(cè)的支護則更容易向地面方向移動。另外，上覆土層較多一側(cè)拱腳處應(yīng)力較大，需觀察變形情況。對三種施工方法分別在三類圍巖狀況下進行仿真分析得出:Ⅰ類圍巖時，三類施工方法都滿足安全性，但核心土法施工難易程度和經(jīng)濟性上優(yōu)于單側(cè)壁導坑法和CRD法;Ⅱ類圍巖時，單側(cè)壁導坑法能有效控制隧道施工時支護的應(yīng)力，為此

4、條件下最優(yōu)施工方法;Ⅲ類圍巖，CRD法施工時，支護的各個方面都滿足安全性，而其他方法施工時錨桿將產(chǎn)生過大應(yīng)力而破壞。
　　監(jiān)控量測是隧道信息化施工的主要手段，是信息反饋設(shè)計法的重要內(nèi)容。把現(xiàn)場支護實時變形數(shù)據(jù)反饋給施工及設(shè)計，不僅能及時優(yōu)化施工、設(shè)計方案，還能保證隧道施工的安全。以三種施工方法在三類圍巖條件中的數(shù)值仿真為基礎(chǔ)，得到不同施工方法下隧道典型特征點處拱頂沉降及水平位移數(shù)據(jù)，再對比現(xiàn)場實際沉降及收斂數(shù)據(jù)，突顯圍巖分類必要性