淺埋偏壓軟弱圍巖隧道設(shè)計(jì)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(zhǎng)，一些工程地質(zhì)復(fù)雜、施工條件惡劣的隧道成為能否按時(shí)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(fù)雜的環(huán)境。復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道的設(shè)計(jì)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(fù)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(jì)規(guī)范中，對(duì)圍巖分級(jí)跨度較大，難以適用各種復(fù)雜地質(zhì)條件。本文首先以岜向隧道為工程背景，在Ⅴ級(jí)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(gè)變量，采用隧道圍巖及支護(hù)受力特性作為分類指標(biāo)，將Ⅴ級(jí)圍巖進(jìn)一步細(xì)分為的三種類型。
　　在分類基礎(chǔ)上，對(duì)隧道設(shè)計(jì)規(guī)范建議的支護(hù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明:對(duì)Ⅰ類圍巖，規(guī)范建議支護(hù)參數(shù)雖然安全性足夠，但材料使用過多，經(jīng)濟(jì)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(jì)性良好，可按照規(guī)范建議支護(hù)參數(shù)選取;Ⅲ類圍巖安全性較低，必須對(duì)規(guī)范中支護(hù)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)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(shí)，支護(hù)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(hù)則更容易向地面方向移動(dòng)。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(duì)三種施工方法分別在三類圍巖狀況下進(jìn)行仿真分析得出:Ⅰ類圍巖時(shí)，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(jì)性上優(yōu)于單側(cè)壁導(dǎo)坑法和CRD法;Ⅱ類圍巖時(shí)，單側(cè)壁導(dǎo)坑法能有效控制隧道施工時(shí)支護(hù)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(shí)，支護(hù)的各個(gè)方面都滿足安全性，而其他方法施工時(shí)錨桿將產(chǎn)生過大應(yīng)力而破壞。
　　監(jiān)控量測(cè)是隧道信息化施工的主要手段，是信息反饋設(shè)計(jì)法的重要內(nèi)容。把現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)實(shí)時(shí)變形數(shù)據(jù)反饋給施工及設(shè)計(jì)，不僅能及時(shí)優(yōu)化施工、設(shè)計(jì)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(diǎn)處拱頂沉降及水平位移數(shù)據(jù)，再對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際沉降及收斂數(shù)據(jù)，突顯圍巖分類必要性