隧道洞口段预加固技术与施工工法研究.docx
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1、 隧道洞口段预加固技术与施工工法研究 摘要:本文首先对浅埋段隧道围岩变形特点及时空进行分析,总结对比了隧道洞口到主要预加固措施,并提出主要施工开挖方法,并且对各种施工方法的优劣及适用条件进行了比较。对浅埋段隧道施工具有科学的指导意义。关键词:隧道,洞口段,预加固技术Pre - reinforcement Technology and Construction Method of Tunnel Portal Section(Ningbo Traffic Construction Engineering Supervision & Construction Co. LTD,Ningbo 31517
2、7,China)Abstract:In this paper, the deformation characteristics and temporal and spatial analysis of surrounding rock of shallow tunnel are analyzed. Then the main pre-reinforcement measures are compared and put forward the main construction excavation methods, which of advantages and disadvantages
3、are compared. It is of scientific significance to the construction of shallow tunnel.Key words: Tunnel, Tunnel Section, Pre - reinforcement Technology0.前言围岩是指由于受到隧道开挖影响而引起应力状态改变的岩土体1。在隧道开挖过程中,由于主要影响因素不同,其对围岩的扰动程度也不同,但隧道开挖所引起的力学过程和围岩变形的变化规律都随开挖面所处位置的变化而变化,产生明显的时空效应。影响围岩压力的因素有很多,一般分为两种,一种是地质因素,包括围岩的初始
4、应力状态、岩体的结构面以及岩石的力学性质等;一种是工程因素,包括施工方法、施做支护的时间、支护刚度、隧道形状等2。1.浅埋隧道围岩变形特点及时空效应分析1.1隧道围岩纵向变形曲线隧道在开挖后,掌子面前方和后方一定范围的围岩由于应力重分布会产生一定的变形,对于浅埋隧道,由于围岩自承能力较弱,在上覆荷载的作用下,容易产生地表沉降,从而影响到地面的建筑物,若不加以控制,则会出现围岩松弛甚至塌方。根据隧道纵向变形特点可以将围岩变形分为三个阶段:(1)掌子面前方超前变形段;(2)掌子面后方变形段;(3)变形稳定段3。1.2隧道圍岩变形的时空效应分析隧道开挖变形的时空效应包括空间效应和时间效应。空间效应指
5、的是隧道开挖过程中,由于受到开挖面的约束,使开挖面附近的围岩不能立即释放其全部瞬时弹性位移。时间效应指的是隧道开挖后围岩随时间增加变形持续变化的特性4。根据与开挖面的距离可以分为微小变形区域、急剧增大区域、缓慢变形区域和稳定变形区域。如图2所示。根据上图可知:开挖面前方的微小变形区域(11.5D),约占总变形量20%30%,主要由掌子面开挖引起前方围岩应力释放以及围岩失水固结而产生变形,但由于没有产生临空面,变形还比较微小;开挖面后方的急剧增大区域(13D),约占总变形量的50%60%,该区域围岩由于掌子面开挖产生临空面,使得土体的边界条件发生改变;缓慢变形区域(开挖面后方35D),约占总变形
6、量的10%15%,该区域变形量增加缓慢,变形曲线开始收敛;稳定变形区域(开挖面后方大于5D),围岩变形基本完成,围岩趋于稳定状态。2 洞口段主要预加固措施根据国内外工程经验,洞口施工多数是在预加固支护系统下进行的,。常用的预加固措施包括锚杆技术、抗滑桩技术、挡土墙技术、小导管技术、大管棚技术等。锚杆技术:适用于围岩为块石体、顺层、陡坎、平缓山坡及浅埋隧道洞口顶竖向加固。可以加固横向宽度大于1-2倍洞跨,纵向长度不大于2倍洞跨,工艺简单,与洞内施工相互干扰小。抗滑桩技术:适用于浅层滑坡带、顺层带、偏压带或岩层间有塑性滑层时,用于加固对施工、运营有影响的滑动带、顺层带、偏压段,抗滑能力强,工艺简单
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