第三系砂泥巖地層隧道施工安全及對策研究.pdf

1、隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，公路鐵路建設(shè)方興未艾，于是穿越第三系砂泥巖地層的隧道數(shù)量急劇增加，其長度、斷面面積和埋深也越來越大，隧道施工安全問題越來越突出。不論對國家還是企業(yè)，施工安全始終是至關(guān)重要的。
　　砂泥巖地層隧道的施工安全問題是國內(nèi)外隧道施工安全方面一直關(guān)注的熱門問題，目前整體研究水平尚不能滿足施工需要。當(dāng)前我國在建的砂泥巖地層隧道很多，有利于積極開展其施工安全及對策的研究和總結(jié)工作。
　　本文依托牡綏線雙豐隧

2、道這一工程實例，分析預(yù)判了可能有安全隱患的地段；利用邁達(dá)斯 GTS有限元分析軟件進(jìn)行施工模擬，比較分析了不同條件下，隧道可能出現(xiàn)的安全隱患并給出了應(yīng)該注意的應(yīng)對方法。
　　主要得到下列結(jié)論：
　?。?）通過對砂泥巖地質(zhì)狀況下隧道施工過程的模擬，結(jié)果表明：
　?、偃_階法開挖時，圍巖第一主應(yīng)力最大值為-0.61MPa，圍巖第三主應(yīng)力最大值為-1.26MPa；采用CD法開挖時，圍巖第一主應(yīng)力最大值為-0.52MPa，圍巖第

3、三主應(yīng)力最大值為-1.05MPa；采用三臺階七步開挖法時，圍巖第一主應(yīng)力最大值出為-0.34MPa，圍巖第三主應(yīng)力最大值為-0.68MPa。
　　②三臺階法開挖時，結(jié)構(gòu)沿X方向上的最大位移為18.5cm，沿Y方向的最大沉降量和隆起量分別為16.2cm和19.0cm；采用CD法開挖時，結(jié)構(gòu)沿X方向上的最大位移為15.9cm，沿Y方向的最大沉降量和隆起量為11.4cm和14.2cm；采用三臺階七步開挖法時，結(jié)構(gòu)沿X方向上的最大位移為8

4、.6cm，沿Y方向的最大沉降量和隆起量為8.1cm和8.7cm。
　?。?）拱腰、拱腳在圍巖水平荷載作用下發(fā)生較大的擠出變形，而拱部則在圍巖豎向荷載作用下發(fā)生沉降變形。因此，可以通過增強(qiáng)鎖腳措施等手段來控制圍巖的水平位移和豎向沉降，從而確保施工安全。
　?。?）隧道右側(cè)的圍巖壓力基本上都大于左側(cè)，表現(xiàn)出了不對稱；山體的側(cè)向壓力很大，施工時應(yīng)予以高度重視；各測點的圍壓都有增大趨勢。
　?。?）鋼拱架當(dāng)前最大應(yīng)力發(fā)生在右側(cè)

5、拱腰處，為-400.32MPa，左右側(cè)測量值不對稱，說明隧道可能受到偏壓影響，施工中應(yīng)重視。當(dāng)鋼拱架閉合時，各觀測點的應(yīng)力進(jìn)一步的優(yōu)化，不對稱性逐漸減小，偏壓影響逐漸減小，各點趨于穩(wěn)定。
　?。?）初支和二襯間接觸壓力初期增加較大，主要是因為前方掌子面的開挖對其有較大的擾動；隨后因為混凝土的收縮徐變而使接觸壓力減?。浑S著二次襯砌的完成，逐漸趨于穩(wěn)定。
　?。?）混凝土應(yīng)力多處于受壓狀態(tài)，前期的波動變化主要由于混凝土硬化的強(qiáng)度