淺埋偏壓小凈距隧道洞口段開挖變形特征分析.pdf

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1、淺埋偏壓小凈距隧道洞口段開挖變形特征分析１2周慎吾,吳亮(１．涼山州交通勘測設(shè)計研究院,四川涼山6１5000;2．重慶市軌道交通(集團)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１~50mm,平均密度5~8m/條,延伸4~8m,部分泥砂口段施工為例,對利用臺階法先開挖左洞一個進尺后交替開及碎石充填,結(jié)合差。L3:產(chǎn)狀245°~265°∠60°~７2°,裂面挖右洞與先開挖右洞一個進尺后交替開挖左洞兩種工法進平整,張開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,通過對兩種施工工法在洞口開挖后圍巖水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,確定最佳合理開挖工法,為狀353°~１0°∠55°~７3°,裂面平整,張開2~７00mm,多為大化路淺埋小凈距隧道的合理進洞開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;洞口開挖工法中圖分類號:U4１4文獻標志碼:B2隧道計算模型及參數(shù)文章編號:１6７2-40１１

3、(20１７)0１-0１１0-022．1計算模型DOI:１0．3969/j．issn．１6７2-40１１．20１７．0１．05１工程勘察時在進口段左洞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,隨著社會經(jīng)濟飛速發(fā)展,對交通運輸?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,強風(fēng)化

4、砂質(zhì)其中大量的隧道進口段面臨淺埋、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,工過程中需要多次擾動圍巖,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)。強風(fēng)化巖心呈碎塊狀,風(fēng)[4-5]雜。因此,對于淺埋偏壓小凈距隧道,合理的進洞開挖化裂隙發(fā)育,完整性差,質(zhì)軟。中等風(fēng)化巖心較完整;巖心節(jié)方式對減少圍巖變形具有重要意義。不同的施工順序,將對長１2~７0cm。

5、模型采用理想彈塑性本構(gòu)模型進行分析,屈隧道洞口圍巖穩(wěn)定性產(chǎn)生比較大的影響。服準則為德魯克-普拉格屈服準則。1工程地質(zhì)條件大化路隧道單個隧道開挖寬度為１2．７6m,為消除邊界效應(yīng),取左右邊界到隧道開挖邊線的距離為4倍開挖寬度,工程場區(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,建立隧道開貌。場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,與半山三路高程持平。場區(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°,無斷層通過,地質(zhì)構(gòu)造簡單。對虎頭巖危巖帶進行裂隙調(diào)查,發(fā)育有四組構(gòu)圖１數(shù)值計算模型造裂隙,均屬硬性結(jié)構(gòu)面,產(chǎn)狀分別為:L１:

7、產(chǎn)狀30°~45°2．2計算參數(shù)及邊界條件∠65°~７8°,裂面呈波狀,張開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)勘察報告(K0+１5m,局部見有水蝕痕跡,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)指標建議值,本次數(shù)值分析各地層的計算參數(shù)如表１~2。收稿日期:20１6-１2-0１作者簡介: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