輸水隧洞凍結(jié)施工段聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)方案分析與優(yōu)化研究.pdf

1、本文以國內(nèi)某隧洞工程為實(shí)例,針對(duì)該隧洞凍結(jié)施工段擬定聯(lián)合支護(hù)措施,著重分析施工過程中和解凍后隧洞圍巖穩(wěn)定及支護(hù)受力規(guī)律,對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)在長期運(yùn)行條件下的穩(wěn)定安全性進(jìn)行校核分析評(píng)價(jià)并提出優(yōu)化或者加強(qiáng)建議。
　　本文采用三維有限元方法模擬各種加固方式(內(nèi)襯混凝土、鋼筋網(wǎng)、鋼支撐、環(huán)向鋼筋、縱向鋼筋等),并采用接觸單元模擬了管片與管片之間以及管片與豆礫石墊層之間的相互作用,考慮可能出現(xiàn)的不同計(jì)算條件,對(duì)擬定的兩種聯(lián)合支護(hù)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析并對(duì)

2、多種加強(qiáng)方案進(jìn)行了分析比選。
　　研究成果包括:
　　(1)對(duì)于現(xiàn)有支護(hù)方案一,在極端校核荷載條件和疏松砂巖地勘參數(shù)下,不能夠保證工程運(yùn)行安全的要求,需要采取有效注漿等措施提高洞周疏松砂巖彈性模量至100MPa左右,同時(shí)加密鋼拱架間距為40cm,以保證長期運(yùn)行下支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全。在實(shí)測土水壓力1.1MPa作為設(shè)計(jì)荷載的條件下,原疏松砂巖彈性模量對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)受力影響較大,取上限值60MPa時(shí)方案一能夠滿足隧洞穩(wěn)定及支護(hù)結(jié)構(gòu)安全要求

3、;而取下限值30MPa時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)并不具有設(shè)計(jì)安全裕度,存在較大風(fēng)險(xiǎn)。建議加密鋼拱架間距為40cm,同時(shí)建議施工中做好排水措施,有效降低洞周土水壓力。
　　(2)對(duì)于現(xiàn)有方案二,在極端校核荷載條件和疏松砂巖地勘參數(shù)下,并不能保證滿足工程運(yùn)行安全的要求,而在實(shí)測土水壓力1.1MPa作為設(shè)計(jì)荷載的條件下,若疏松砂巖彈模在考慮擾動(dòng)的地勘參數(shù)(20~60MPa)范圍內(nèi)取值,方案二均基本能夠滿足要求。對(duì)疏松砂巖彈性模量的敏度分析結(jié)果表明,校核

4、條件下需采用注漿措施提高洞周疏松砂巖彈性模量(建議提高至100MPa左右)等力學(xué)指標(biāo),并建議采用40cm間距的高強(qiáng)度鋼拱架。同時(shí)建議施工中做好排水措施,有效降低洞周土水壓力。
　　(4)對(duì)比現(xiàn)有兩個(gè)方案,在疏松砂巖彈性模量取地勘參數(shù)下限值30MPa和1.1MPa實(shí)測水土壓力下,方案二基本能夠滿足工程要求而方案一不能滿足要求,但在極端荷載條件下兩種方案均需要加強(qiáng)?？紤]到現(xiàn)有方案二較現(xiàn)有方案一在施工中需進(jìn)行隧洞擴(kuò)挖,可能不利于工程投資