預加固對軟弱圍巖隧道掌子面穩(wěn)定性的影響研究.pdf

1、隨著隧道數(shù)量不斷增多，隧道在掘進過程中不可避免會遇到軟弱圍巖地層。在軟弱圍巖隧道施工過程中最突出的問題之一便是掌子面穩(wěn)定性問題，如果加固措施不到位，不但危及施工安全，甚至會影響到運營安全。而超前預加固技術不僅可以提高軟弱地層的強度和圍巖穩(wěn)定性，更重要的是可以保證在安全的前提下高效、順利地完成施工任務，因此研究預加固技術對軟巖隧道掌子面穩(wěn)定性的影響非常重要。水平旋噴樁作為隧道超前預加固技術之一，能較好的解決隧道圍巖軟弱、掌子面易失穩(wěn)等難題

2、，近年來在一些工程地質(zhì)條件非常復雜的隧道中使用的效果十分明顯。而玻璃纖維注漿錨桿技術作為新意法施工方法的配套技術已受到隧道工程界的廣泛關注并得到了成功應用。
　　本文依托蘭榆鐵路桃樹坪隧道工程，通過大量的數(shù)值模擬分析對比，對隧道掌子面穩(wěn)定性和預加固技術進行了初步研究，主要進行了以下工作的研究:
　　(1)對隧道掌子面穩(wěn)定性和預支護技術的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了探討，對掌子面失穩(wěn)的形式及其特點，失穩(wěn)機制和預支護基本原理研究進行了分

3、析。對新意法施工方法進行了詳細的介紹，并對新意法與其他施工方法進行了比較。
　　(2)對掌子面失穩(wěn)實例——桃樹坪隧道進行了數(shù)值模擬分析，通過對比的方法研究了設置水平旋噴樁與CRD法隧道施工分別對隧道掌子面的穩(wěn)定性的影響，并研究了開挖步距對隧道穩(wěn)定的影響以及隧道預收斂與擠出變形的關系。
　　(3)重點對玻纖錨桿注漿預加固技術對掌子面穩(wěn)定性的影響進行分析，通過與其他加固措施的對比研究了玻纖錨桿預加固的效果，另外對玻纖錨桿參數(shù)變化

4、對掌子面穩(wěn)定性的影響以及玻纖錨桿各參數(shù)對于掌子面變形的敏感性進行了分析。
　　通過這些初步的研究，主要得出下面的結論:
　　(1)驗證了新意法的優(yōu)越性，水平旋噴樁技術比CRD法更好地控制隧道變形及地表沉降。此時隧道開挖后初期支護承受的應力減小，有效地保證了已開挖隧道段的穩(wěn)定，而已開挖隧道段的穩(wěn)定又對前方掌子面穩(wěn)定做出了貢獻。
　　(2)隧道拱頂和掌子面的變形相對于開挖步距增大呈二次非線性趨勢增長，其未支護段距離是導致變

5、形增加的主要因素之一。研究認為桃樹坪隧道在旋噴樁預加固下開挖步距選用lm是較為合適的，這樣就能夠在保證工作面土體穩(wěn)定的情況下同時也能滿足快速施工的要求。
　　(3)研究認為掌子面擠出變形與拱頂預收斂總是存在某種線性相關性，倆種變形并不會單獨發(fā)生，認為超前核心土的強度及變形特性是隧道變形的真正原因。
　　(4)隧道采用玻纖錨桿注漿提高了超前核心土體的強度和剛度，極大的減少了隧道的變形。在一定的范圍內(nèi)隨著玻纖錨桿參數(shù)的增大，隧道