預(yù)應(yīng)力長錨索對毛羽山隧道大變形控制效果研究.pdf

1、毛羽山隧道為軟弱圍巖且埋深較大,并處于極高地應(yīng)力環(huán)境下,且松動(dòng)圈范圍較大,普通的錨桿長度不足以穿越松動(dòng)區(qū)錨固到穩(wěn)定巖體中,這使得傳統(tǒng)的錨噴支護(hù)不能充分發(fā)揮作用,嚴(yán)重影響施工進(jìn)度并存在較大的安全隱患。針對上述的特點(diǎn),選用預(yù)應(yīng)力長錨索配合錨噴混凝土的支護(hù)結(jié)構(gòu)來測試對大變形的改善情況。本文以蘭渝鐵路毛羽山隧道的預(yù)應(yīng)力長錨索試驗(yàn)段為背景,圍繞錨索對大變形的控制情況展開下列研究。
　　(1)在隧道12 m和18 m長錨索試驗(yàn)段中各選一個(gè)監(jiān)測

2、斷面作為研究對象,分別從圍巖變形、圍巖壓力、接觸壓力和錨索受力等四個(gè)方面進(jìn)行研究分析,得到了圍巖的變形和應(yīng)力應(yīng)變的規(guī)律,以及二次襯砌受力情況。
　　(2)采用FLAC3D軟件對12 m和18 m長錨索試驗(yàn)段,以及將12 m長錨索布設(shè)在18 m長錨索位置處的換布設(shè)位置段的隧道施工過程進(jìn)行數(shù)值模擬,分析得出隧道變形、圍巖應(yīng)力和接觸應(yīng)力隨施工空間變化的規(guī)律。
　　(3)通過毛羽山隧道預(yù)應(yīng)力長錨索試驗(yàn)段現(xiàn)場實(shí)測變形、圍巖壓力和初支與

3、二次襯砌接觸壓力與數(shù)值模擬中的結(jié)果比較分析,綜合評選變形控制效果,選擇最優(yōu)的錨索施作方案。
　　主要研究成果:
　　(1)預(yù)應(yīng)力長錨索是一種“主動(dòng)”的支護(hù)形式,對圍巖的變形能更容易控制,且12 m和18 m的錨索長度都可以穿過6 m左右的圍巖表層松動(dòng)區(qū)范圍,將表層松動(dòng)的巖塊錨固到深層未擾動(dòng)的穩(wěn)定巖體中,充分利用未擾動(dòng)體的穩(wěn)定性加固隧道洞室。
　　(2)通過對現(xiàn)場圍巖位移和應(yīng)力值分析,得出預(yù)應(yīng)力長錨索試驗(yàn)段隧道的變形和應(yīng)

4、力規(guī)律:各測點(diǎn)的位移量、圍巖壓力、接觸壓力的測量值受隧道三臺階施工工序的影響較大,有較長時(shí)間波動(dòng),其增大期較長,累積總量大,且還出現(xiàn)左右不對稱的情況。12 m長錨索試驗(yàn)段監(jiān)控?cái)嗝娴墓绊斃鄯e沉降量為371 mm,上臺階收斂值為438 mm,中臺階收斂值為347 mm,下臺階收斂值為269 mm;18 m長錨索試驗(yàn)段監(jiān)控?cái)嗝娴墓绊斃鄯e沉降量為296 mm,上臺階收斂值為387 mm,中臺階收斂值為340 mm,下臺階收斂值為279 mm。當(dāng)

5、在預(yù)應(yīng)力錨索施作后,施作部位的控制變形效果較明顯,可以減小累積變形量,且能有效的減小二次襯砌的受力情況。
　　(3)通過12 m和18 m兩個(gè)長錨索試驗(yàn)段及換布設(shè)位置段的三維數(shù)值模擬對比分析得出,12 m長錨索試驗(yàn)段的支護(hù)結(jié)構(gòu)在中臺階和下臺階收斂值比18 m長錨索試驗(yàn)段約減小30％;18 m長錨索試驗(yàn)段在拱頂沉降方面比12 m長錨索試驗(yàn)段減小約15%,在上臺階水平收斂控制上減小約20%;換布設(shè)位置段在拱頂沉降控制方面比18 m長錨