凝灰?guī)r區(qū)隧道二襯支護(hù)時機(jī)對結(jié)構(gòu)安全性影響研究.pdf

1、隧道二襯對圍巖的穩(wěn)定起到非常重要的作用，隧道結(jié)構(gòu)處于隱蔽的地下環(huán)境中，地質(zhì)條件極其復(fù)雜。由于施工失誤、設(shè)計不合理、勘測不準(zhǔn)確等因素影響，大部分隧洞都未達(dá)到其使用壽命即出現(xiàn)影響二襯結(jié)構(gòu)安全的病害，二襯病害將嚴(yán)重影響隧道的安全性和耐久性。凝灰?guī)r隧道圍巖變形速率較大，持續(xù)時間較長，二襯施作前難以趨于穩(wěn)定，基本不能達(dá)到規(guī)范要求的變形速率指標(biāo)，因此需適時施作二襯，讓二襯承擔(dān)荷載。
　　本文主要通過對工程區(qū)地質(zhì)條件、圍巖特性等的調(diào)查和研究，結(jié)

2、合室內(nèi)外試驗對工程區(qū)的凝灰?guī)r特性進(jìn)行分析。通過施工期監(jiān)控量測以及數(shù)值模擬對不同二襯支護(hù)時機(jī)的圍巖結(jié)構(gòu)的變形特性、初支和二襯荷載變化特征進(jìn)行分析，并通過監(jiān)控量測和數(shù)值模擬的結(jié)果分析二襯支護(hù)時機(jī)對結(jié)構(gòu)安全性的影響，對比不同時機(jī)支護(hù)下二襯結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)，提出合理的支護(hù)時機(jī)，主要研究成果如下:
　　(1)通過室內(nèi)試驗對凝灰?guī)r進(jìn)行礦物成分分析試驗、物理性質(zhì)試驗，力學(xué)試驗，得出其具有可塑性、膨脹性、流變性、損傷劣化性的特點(diǎn)。
　　(2)

3、通過現(xiàn)場監(jiān)測對圍巖變形特點(diǎn)進(jìn)行了研究，分析支護(hù)結(jié)構(gòu)在不同二襯支護(hù)時機(jī)下的應(yīng)力變化規(guī)律，監(jiān)測分別在距離掌子面1～4倍洞徑時4種工況下進(jìn)行二襯支護(hù)的斷面，分析其圍巖位移變化規(guī)律和不同工況下二襯和初支承擔(dān)應(yīng)力變化規(guī)律。二襯支護(hù)過早將導(dǎo)致其所受圍巖應(yīng)力過大，不利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。支護(hù)不及時容易造成初支大變形甚至破壞，通過研究其規(guī)律得出了最優(yōu)支護(hù)時機(jī)，得出了在距離掌子面3倍洞徑時進(jìn)行二襯支護(hù)效果最優(yōu)，此時二襯和初支皆充分發(fā)揮了其承載作用，圍巖位移量可控

4、制在不影響二襯施工的范圍內(nèi)。
　　(3)根據(jù)隧道的初支和二襯應(yīng)力分布規(guī)律可知，二襯支護(hù)時機(jī)對其應(yīng)力分布具有很大的影響，距離掌子面越遠(yuǎn)時支護(hù)對二襯結(jié)構(gòu)安全越有利，但二襯未及時跟進(jìn)，初支所受的應(yīng)力持續(xù)增加，將造成初支混凝土開裂和剝落，鋼拱架變形，圍巖位移過大影響二襯的施工。
　　(4)通過數(shù)值模擬對4種工況隧道圍巖位移、塑性區(qū)變化、二襯軸力值進(jìn)行分析，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測、數(shù)值模擬結(jié)果研究隧道二襯在施工期和1年后的安全系數(shù)變化規(guī)律，軟巖