隧道洞口段支护结构受力特征分析.docx

隧道洞口段支护结构受力特征分析
摘要:随着我国经济在快速发展,社会在不断进步,工程建设在不断增多,为了研究隧道洞口段支护结构力学特性,以铜盘山隧道左洞出口段为研究背景,通过对不同埋深、不同衬砌类型条件下支护结构受力进行监测,分析了支护结构隧道洞口段支护结构受力特征分析
摘要:随着我国经济在快速发展,社会在不断进步,工程建设在不断增多,为了研究隧道洞口段支护结构力学特性,以铜盘山隧道左洞出口段为研究背景,通过对不同埋深、不同衬砌类型条件下支护结构受力进行监测,分析了支护结构受力随时间变化的规律及空间分布特征。研究结果表明:隧道洞身左侧受力情况比右侧复杂,最大受力点出现在拱顶或左拱腰位置,支护结构受力均较小,安全性得以保证。
关键词:支护结构;受力特征;现场测试;二次衬砌
引言
目前我国在山区公路、铁路建设中多采取隧道的形式穿越山岭。山岭隧道洞口段通常地质条件很差,存在偏压状况,很容易造成边坡滑坡、拱顶塌落等突发灾害,因此在隧道进洞时尽可能减弱偏压对围岩的扰动,通过减小开挖面积、增强衬砌结构的支撑能力来提高围岩的稳定性。本文依托隧道项目来研究洞口偏压段在施工过程中的力学特性,并结合隧道工程等专业知识及相关规范来对隧道进口偏压段现有开挖及支护方案进行优化改善。
1工程概况
目前,许多学者对隧道支护结构力学特性进行了大量研究。依托多个典型隧道工程,基于现场实测的不同围岩级别下初支、二衬间的接触压力,系统研究了隧道二次衬砌力学特性。通过对某黄土隧道围岩压力、初支与二衬接触压力、钢拱架应力、二衬混泥土应变等进行现场测试与分析,对黄土隧道三层支护体系力学特性进行了研究。基于围岩与初支、初支与二衬接触压力、二衬和仰拱混泥土应变现场实测数据,从空间分布、时间分布、计算方法及对比验证等方面对支护结构的受力特性进行了系统研究。依托某双连拱隧道,基于现场试验数据分析了围岩压力、初支与二衬接触压力、钢架应力的变化规律。以某隧道为工程背景,通过现场监测,研究了围岩压力、钢架应力、初支与二衬接触压力、初支和二衬混泥土应力等参数的变化规律和空间分布特征。以上针对不同地域、不同地质条件下的隧道支护结构力学特性进行的相关研究,为隧道支护措施和结构优化提供了一定的技术支撑,并对支护参数进行了检验和修正。但针对隧道洞口段支护结构力学特性的研究成果较少,目前的研究多集中于隧道洞身段的研究,而隧道洞口段由于地形、地质条件的特殊性和复杂性,多个已建隧道洞口段出现了各种病害,影响隧道的营运安全。鉴于此,本文以杭绍台高速公路铜盘山隧道为例,针对隧道出洞口段不同埋深、不同衬砌类型条件下支护结构受力情况开展一系列现场监测,基于监测数据对支护结构受力的空间分布、变化规律及其安全性进行分析和评价。隧道采用双线设计,左线全长4244m,最大埋深为370m,右线全长4183m,,属于特长隧道。

隧道进洞口段上部分布残坡积层的含碎石粉质黏土,下伏基岩为流纹质凝灰岩,埋深较浅,岩体破碎,节理裂隙发育。洞身段主要以流纹质凝灰岩、凝灰岩夹粉砂岩和晶屑凝灰岩为主,隧址区内受多期构造运动影响,发育有5条断层,岩石蚀变强烈,局部段落节理裂隙发育密集,工程性质较差。隧道出洞口段地质条件复杂,偏压较严重,隧道走向与边坡走向大角度相交,覆盖层厚度变化较大,部分为易滑