淺埋大跨度公路隧道軟弱圍巖段集中坍塌原因分析及處置措施研究.pdf

1、隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及物流運(yùn)輸體系的不斷完善，高速公路的規(guī)模逐年擴(kuò)大。伴隨公路設(shè)施的設(shè)計(jì)理論及施工技術(shù)水平的巨大進(jìn)步，大跨度公路隧道的技術(shù)門檻降低，建設(shè)量不斷增加。對(duì)處于淺埋軟弱圍巖條件下的大跨度隧道來(lái)說(shuō)，大跨且扁平的斷面形狀具有完全不同于傳統(tǒng)圓形斷面的受力特點(diǎn)，因而更易發(fā)生以坍塌為主的地質(zhì)災(zāi)害。合理的隧道開挖支護(hù)方法是處置塌方災(zāi)害的首要手段，而雙側(cè)壁導(dǎo)坑法被證明是應(yīng)用于淺埋大跨度隧道開挖支護(hù)的最理想方法。斷面跨度處于15~18m

2、范圍內(nèi)的大跨度隧道在按照雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工時(shí)，一次性開挖并支護(hù)面積較大的導(dǎo)坑斷面具有一定困難，故采用上下臺(tái)階法進(jìn)行開挖，且經(jīng)驗(yàn)上不在該條件下的側(cè)壁導(dǎo)坑施工中添加臨時(shí)橫支撐，這一構(gòu)件的缺失會(huì)嚴(yán)重影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，引發(fā)坍塌事故。因此，研究添加臨時(shí)橫支撐的必要性及不同設(shè)置條件下臨時(shí)橫支撐的支護(hù)效果具有重要意義。
　　以榮烏高速公路營(yíng)爾嶺隧道為工程背景，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察和跟進(jìn)隧道施工，了解隧道淺埋段工程地質(zhì)特征、工程地質(zhì)評(píng)價(jià)、隧道施工方法及流

3、程。依據(jù)地層結(jié)構(gòu)法，結(jié)合有限元分析原理，使用Midas GTS NX巖土通用有限元分析軟件對(duì)營(yíng)爾嶺隧道淺埋軟弱圍巖段連續(xù)集中發(fā)生的坍塌事故進(jìn)行了數(shù)值模擬，并對(duì)側(cè)壁導(dǎo)坑開挖時(shí)導(dǎo)坑上臺(tái)階高度的選擇及不同結(jié)構(gòu)形式臨時(shí)仰拱的支護(hù)效果進(jìn)行了對(duì)比分析，得出以下結(jié)論：
　　(1)側(cè)壁導(dǎo)坑分上下臺(tái)階開挖時(shí)，原設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)分段施作，且未添加臨時(shí)支撐使支護(hù)結(jié)構(gòu)封閉成環(huán)，這是引起坍塌事故在較短距離內(nèi)連續(xù)發(fā)生的主要原因。添加臨時(shí)仰拱可以抑制支護(hù)結(jié)構(gòu)向洞內(nèi)