黃土覆蓋土巖接觸帶復雜圍巖隧道成洞技術研究.pdf

1、隨著西部交通基礎設施建設的發(fā)展,工程中遇到了越來越多的黃土覆蓋下的山體隧道。隧道開挖施工時必然面臨穿越土巖接觸帶特殊地層的問題。開展這種特殊地層條件下成洞施工技術的研究具有重要的理論與工程實際意義。本文針對黃土覆蓋土巖接觸帶特殊地層條件下的隧道成洞技術問題,利用有限差分軟件FLAC3D開展了不同開挖條件下的三維建模數(shù)值計算分析。一是模擬上下臺階開挖施工條件下,分析了土巖接觸帶圍巖的破壞特征,預測了土巖接觸帶附近圍巖塌方區(qū)的范圍及大??；二

2、是在上下臺階開挖時土巖接觸帶附近圍巖破壞特征認識的基礎上,進一步分析了環(huán)形開挖留核心土法、中隔壁(CD)法及交叉中隔壁(CRD)法三種開挖方法,從土巖接觸面剪切位移變化、接觸帶附近土體滑動位移變化和塑性區(qū)及初期支護內(nèi)力變化三個方面,論證了它們的有效性。取得了如下認識：1)上下臺階開挖時,掌子面距土巖接觸帶越近,土體相對于下覆巖體的位移越大,當掌子面通過土巖接觸帶時其最大值達0.4975米；土巖接觸帶附近土側(cè)圍巖出現(xiàn)了較大范圍的塑性區(qū)；初

3、期支護出現(xiàn)拉應力過大超過規(guī)范規(guī)定取值的情況,隨著初期支護結(jié)構(gòu)的破壞,洞頂上方會出現(xiàn)倒置半茶壺狀的塌方區(qū)。2)針對上下臺階開挖時土巖接觸帶上方120°范圍內(nèi)圍巖發(fā)生塌方的工程問題,建議采取塌方范圍內(nèi)小導管注漿超前支護的環(huán)形開挖留核心土法、中隔壁(CD)法及交叉中隔壁(CRD)法,它們均可以有效控制土巖接觸帶可能出現(xiàn)的洞頂塌方破壞。3)通過三種增強支護開挖方法比較,交叉中隔壁(CRD)法在開挖過程中由于一道豎向臨時支撐兩道橫向臨時支撐的作用