淺埋偏壓小凈距隧道洞口段開(kāi)挖變形特征分析.pdf

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1、淺埋偏壓小凈距隧道洞口段開(kāi)挖變形特征分析１2周慎吾,吳亮(１．涼山州交通勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,四川涼山6１5000;2．重慶市軌道交通(集團(tuán))有限公司,重慶400042)摘要:以重慶市渝中區(qū)大化路隧道淺埋偏壓小凈距隧道洞張開(kāi)１~50mm,平均密度5~8m/條,延伸4~8m,部分泥砂口段施工為例,對(duì)利用臺(tái)階法先開(kāi)挖左洞一個(gè)進(jìn)尺后交替開(kāi)及碎石充填,結(jié)合差。L3:產(chǎn)狀245°~265°∠60°~７2°,裂面挖右洞與先開(kāi)挖右洞一個(gè)進(jìn)尺后交替開(kāi)挖左洞兩種工法進(jìn)平整,張開(kāi)１~50mm,多為危巖體的右側(cè)面,平均密度3~行

2、數(shù)值模擬分析,通過(guò)對(duì)兩種施工工法在洞口開(kāi)挖后圍巖水１5m/條,延伸3~9m,局部泥砂及碎石充填,結(jié)合差。L4:產(chǎn)平位移和豎直位移的分析比較,確定最佳合理開(kāi)挖工法,為狀353°~１0°∠55°~７3°,裂面平整,張開(kāi)2~７00mm,多為大化路淺埋小凈距隧道的合理進(jìn)洞開(kāi)挖方式的確定提供理危巖體的后緣卸荷裂隙,平均密度4~７m/條,延伸大于論依據(jù)。１5m,局部泥砂及碎石充填,結(jié)合差。關(guān)鍵詞:淺埋;偏壓;小凈距隧道;洞口開(kāi)挖工法中圖分類號(hào):U4１4文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B2隧道計(jì)算模型及參數(shù)文章編號(hào):１6７2-40１１

3、(20１７)0１-0１１0-022．1計(jì)算模型DOI:１0．3969/j．issn．１6７2-40１１．20１７．0１．05１工程勘察時(shí)在進(jìn)口段左洞K0+322(右洞K0+320)處0前言布設(shè)剖面,故以此剖面地層為隧道洞口段開(kāi)挖模型的地層結(jié)構(gòu)建立模型。第一層雜填土,分布于地表,分布不均勻,雜近些年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,對(duì)交通運(yùn)輸?shù)囊笊?以砂、泥巖碎石、建筑垃圾、粉質(zhì)黏土為主,骨料粒徑１0~越來(lái)越高,公路和鐵路建設(shè)中都亟需建設(shè)大量的隧道工程,７0mm,含量40%~60%,稍密,稍濕。第二層,強(qiáng)風(fēng)化

4、砂質(zhì)其中大量的隧道進(jìn)口段面臨淺埋、偏壓及小凈距等不良條泥巖分布于雜填土下,褐色,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)破碎,巖芯呈餅[１-3]件。淺埋偏壓小凈距隧道洞口段施工工序繁多復(fù)雜,施狀。第三層,中風(fēng)化砂巖紫紅色,礦物成分以黏土礦物為主,工過(guò)程中需要多次擾動(dòng)圍巖,圍巖及襯砌受力變形情況復(fù)泥質(zhì)結(jié)構(gòu),中厚層構(gòu)造,泥質(zhì)膠結(jié)。強(qiáng)風(fēng)化巖心呈碎塊狀,風(fēng)[4-5]雜。因此,對(duì)于淺埋偏壓小凈距隧道,合理的進(jìn)洞開(kāi)挖化裂隙發(fā)育,完整性差,質(zhì)軟。中等風(fēng)化巖心較完整;巖心節(jié)方式對(duì)減少圍巖變形具有重要意義。不同的施工順序,將對(duì)長(zhǎng)１2~７0cm。

5、模型采用理想彈塑性本構(gòu)模型進(jìn)行分析,屈隧道洞口圍巖穩(wěn)定性產(chǎn)生比較大的影響。服準(zhǔn)則為德魯克-普拉格屈服準(zhǔn)則。1工程地質(zhì)條件大化路隧道單個(gè)隧道開(kāi)挖寬度為１2．７6m,為消除邊界效應(yīng),取左右邊界到隧道開(kāi)挖邊線的距離為4倍開(kāi)挖寬度,工程場(chǎng)區(qū)位于嘉陵江右岸坡麓地帶,屬構(gòu)造剝蝕淺丘地隧道底部到模型不少于隧道外徑的3倍。由此,建立隧道開(kāi)貌。場(chǎng)地整體上為南高北低,虎頭巖一帶高差大,呈陡坡及挖模型的尺寸為１１0m×65m×40m(見(jiàn)圖１)。陡崖地形,其中K0+７00~K0+800左側(cè)為虎頭巖陡崖及陡坡,局部近直立或內(nèi)傾

6、,高程在302．80~323．33m,高差約20m,危巖下為菜地,坡度約20°~35°,高程在259．95~302．80m,高差約42m。K0+800~K１+392．852地形較為平緩,原本處于半山三路右側(cè)的環(huán)境邊坡(K１+280~K１+380),現(xiàn)已由瑞安地塊平場(chǎng),與半山三路高程持平。場(chǎng)區(qū)位于化龍橋向斜金鱉寺向斜(化龍橋向斜)西翼近軸部,巖層呈單斜產(chǎn)出,巖層產(chǎn)狀１53°∠9°,無(wú)斷層通過(guò),地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。對(duì)虎頭巖危巖帶進(jìn)行裂隙調(diào)查,發(fā)育有四組構(gòu)圖１數(shù)值計(jì)算模型造裂隙,均屬硬性結(jié)構(gòu)面,產(chǎn)狀分別為:L１:

7、產(chǎn)狀30°~45°2．2計(jì)算參數(shù)及邊界條件∠65°~７8°,裂面呈波狀,張開(kāi)１0~300mm,不發(fā)育,延伸5~根據(jù)《渝中區(qū)大化路道路工程工程地質(zhì)勘察報(bào)告(K0+１5m,局部見(jiàn)有水蝕痕跡,泥砂及碎石充填,結(jié)合差,多為后320~K１+392．852一次性勘察)》提供的主要土(巖)層物理緣卸荷裂隙。L2:產(chǎn)狀90°~１１0°∠65°~７9°,裂面不平整,力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值,本次數(shù)值分析各地層的計(jì)算參數(shù)如表１~2。收稿日期:20１6-１2-0１作者簡(jiǎn)介:周慎吾(１9７9-),男,重慶人,本科,工程師,主要從事

8、道路橋梁設(shè)計(jì)工作?！ぃ保?·表１地層參數(shù)明顯高于右洞拱腳水平位移,偏壓效應(yīng)同樣明顯。圖3為工彈性模量濕容重粘聚力內(nèi)摩擦法2下開(kāi)挖斷面20m處水平位移云圖。從圖2~3可以看地層泊松比/MPa-2/(kPa)角/(°)/(kN·m)出:兩種工法下,位移云圖具有類似的分布形式,偏壓效應(yīng)明雜填土20250．3425顯,但工法2下,最大水平正位移約為0．65mm,略高于工法強(qiáng)風(fēng)化砂１７3300．252930１下的最大水平正位移。質(zhì)泥巖中風(fēng)化29７9340．2850