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简述小净距隧道中岩墙保护方法

2021-03-23知识10

什么是小净距隧道 小净2113距隧道是指隧道间的中间岩柱厚度小于下5261表建议值的特殊隧道布置形4102式。宜用于洞口地形狭窄或有特殊要求的1653中短隧道,也可用于长或特长隧道洞口局部地段。随着高等级公路建设的迅猛发展,山区高速公路选线时上、下行隧道往往受地形限制,使得两相邻隧道的最小净距不能满足设计规范的要求。扩展资料:小净距隧道施工时要注意以下六点:1、先行洞和后行洞开挖方法2、先行洞和后行洞爆破设计和爆破振动控制3、先行洞和后行洞开挖错开距离4、先行洞衬砌和后行洞开挖错开距离5、中岩墙保护方法6、非小净距隧道施工方案中的其他内容参考资料来源:-小净距隧道

围岩条件分析 模拟研究围岩级别对小净距隧道围岩稳定性的影响,模拟时隧道埋深取为120m、净距为0.8B、开挖断面为设计形、无支护。考虑的围岩级别有Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级三种,通过对开挖后的围岩应力场和位移场分析比较,研究围岩条件和稳定性之间的关系。图4.4 三种开挖断面当量应力分布(1)洞周位移三种围岩条件下,隧道开挖后洞周各点水平位移和竖向位移为图4.6,图中横坐标为左洞洞周特征点编号,见图4.2。据图4.6知,相同的埋深、净距和开挖洞形条件下,三种围岩级别的洞周各点位移总体水平差异非常大,这说明围岩质量是隧道围岩稳定性的决定性因素,这也是在岩石工程中注重岩体质量评价及围岩分类分级的原因。从隧道洞周各特征点位移看,Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级的拱顶最大水平位移分别为0.26mm、4.35mm和8.84mm,Ⅴ级的是Ⅲ的34倍;Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级条件下拱脚最大竖向位移分别为4.96mm、16.51mm和19.60mm,Ⅴ级的是Ⅲ的4倍。(2)围岩应力分析图4.7为Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级围岩的当量应力分布云图。由图4.7知三种围岩条件下的应力分布差异较大,Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级围岩的最大当量应力分别为8.09MPa、3.91MPa和2.82MPa,且每种围岩中大于各自最大应力30%的区域面积比较,Ⅲ级围岩最小、Ⅳ级围岩次之,Ⅴ级围岩。

模型试验方案 由于模型试验台尺寸较大,可以通过选择合适的几何比来布置多个隧道,试验共设计了4个隧道,编号如图4.27所示,1~4 号隧道间距依次分别为0.5B、1.0B、1.5B,这样可以实现在相同地质条件、知相同加载条件下对不同净距中岩柱稳定性开展研究。隧道布置情况如图4.27和图4.28所示。本次几何相似比道为38,本次模型试验的重度相似比为1,根据模型试验的相似准则:aσ=al×aγ式中:aσ为应力相似比;al为几何相似比;aλ为重度相似比。因此应力相似比为38。模型试验围岩选为Ⅴ级,根据《回公路隧道设计规范》,Ⅴ级围岩的物理力学参数见表4.16。模型材料以机油作为粘结剂、重晶石粉和标准砂为骨料拌和而成。配制的模型材料的密度、弹性模量、泊松比、内摩擦角等与Ⅴ级围岩原型性质满足相似关系,其力学性质基本满足要求,见表4.16。表4.16 Ⅴ级围岩物理力学指标标准值图4.27 隧道模型位置答图图4.28 小净距隧道模型

小净距隧道围岩稳定性影响因素研究 长期以来,国内外学者一直非常重视隧道围岩稳定性问题的研究。由于小净距隧道两洞体围岩相互重叠,隧道开挖后围岩应力和位移调整存在相互干扰,尤其中岩柱是围岩稳定性的最薄弱部位,其稳定性问题比单线隧道要复杂得多,各因素对围岩稳定性的影响规律也较复杂。影响小净距隧道围岩稳定性因素概括起来有:隧道埋深、断面形状及隧道净距等横向因素;围岩级别、地质条件及水文条件等介质因素;开挖方案、开挖顺序及支护方案等纵向因素,现分述如下。(1)净距问题上下行分离式隧道(独立隧道)施工时,由于两隧道之间的净距较大,可忽略施工对彼此的影响。小净距隧道施工时,净距大小直接决定了洞室相互之间的影响程度,双洞之间的相互影响不能忽略。净距问题是小净距隧道结构的核心问题,合理净距研究一直是小净距隧道问题的研究热点和难点。20世纪70年代初,日本铁道技术学会发表了“关于平行隧道研究的报告”,指出当把地层当作完全弹性体时,平行隧道的中心距约为开挖宽度的两倍;而在黏土等软土层中,则为开挖宽度的五倍;并且规定平行公路隧道的标准中心距为30m,国铁单线隧道的标准净距是20m[1]。这些规定是在毛洞条件下,通过推导两洞之间不产生相互影响而。

图3.21为净距为0.3B时隧道开挖后的σx、σy和τxy应力等值线分布图。由图3.21a知,σy最大值为6.4MPa,位于中岩柱两侧拱腰处,σy大于4.2MPa的区域贯通整个中岩柱;左右洞另外侧拱腰的σy最大值为4.9MPa,大于4.2MPa的σx区域面积不大;拱顶和拱底处的σy为最小,离拱顶拱底洞壁越远σy越大。由图3.21b知,σx最大值为1.9MPa,位置在左洞左侧和右洞右侧拱脚处,并向外围逐渐减小;中岩柱两侧拱脚处σx也较大,最大为1.7MPa,向外围也是逐渐减小;拱底处的σx最小,向外围逐渐增大。由图3.21c知,τxy最大值在中岩柱两侧拱脚处,另外两侧拱脚处的τxy值次之,均沿外围逐渐减小;τxy最小值在拱底,并沿外围逐渐增大。由上述分析知,净距为0.3B的小净距隧道开挖后,围岩应力最大值和最小均在洞周附近围岩,并距离洞周越远各应力分量逐渐接近原岩应力。从围岩稳定性看,围岩受力状态最不利部位为中岩柱,其次为左右洞两侧拱脚处围岩。不同净距条件下小净距隧道围岩稳定性的比较,据洞周环向应力大小进行(表3.6),表中各洞周点位置同图3.15。表3.6 不同净距洞周特征点环向应力续表由表3.6知,小净距隧道围岩环向应力最大值随净距增大而减小,环向应力最小值随净距。

 简述小净距隧道中岩墙保护方法

对小净距隧道净距问2113题进行研5261究,首先要明确合理净距4102的确定准则。一定的围岩性质、边界条1653件和施工方案,决定了小净距隧道围岩力学状态和稳定性,任何净距最终都以围岩稳定作为限制条件。因此确定合理净距首先要明确围岩稳定性判断标准,即以哪些力学量作为表征围岩稳定性的指标;其次是净距与这些力学量之间的关系,最后是确定在确保围岩稳定条件下的最小净距。为此,众多学者围绕合理净距确定准则和围岩稳定性评价作了大量研究,形成了若干观点。1)围岩比例控制原则。参照福建省高速公路建设指挥部与重庆交通科研设计院《京福高速公路福建段小净距隧道设计、施工关键技术研究》的成果,提出“采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩比例控制最小净距”的方法。具体为:当Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩比例占小净距隧道总长的80%以上时,双洞最小净距不宜小于0.3 B;围岩比例在50%~80%时,最小净距不宜小于0.5B;当围岩比例在50%以下时,最小净距不宜小于0.75B。2)塑性区比例控制准则。具体有以围岩塑性区与隧道开挖断面的比值β、围岩塑性区深度与开挖跨度的比值、中岩柱塑性区是否连通以及围岩接近屈服程度η等作为围岩稳定性指标,并给出了净距调整对上述指标的影响规律及。

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