寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道設(shè)計支護參數(shù)及穩(wěn)定性研究.pdf

1、姜路嶺隧道處于海拔4300m以上的青藏高原，地理環(huán)境十分惡劣，在施工過程中發(fā)現(xiàn)，隧道圍巖為寒區(qū)炭質(zhì)頁巖，巖性差，等級低，巖層暴露后極易風化。隧道開挖后圍巖發(fā)生十分大的變形甚至出現(xiàn)大塌方等問題，最終結(jié)果造成工程進度推遲和造價大幅度提高。隧道大變形問題一直以來就是隧道工程中十分難以解決的難題，還沒有很好的解決辦法。雖然目前有過關(guān)于大變形的相關(guān)研究，但研究的內(nèi)容還比較少，并且都是針對一般地區(qū)隧道大變形的研究，對高海拔高寒區(qū)隧道大變形問題的研究

2、更是鳳毛麟角，因此在隧道設(shè)計和施工中，只能依靠經(jīng)驗、工程類比和對在施工中監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的分析，通過改變施工方法或支護參數(shù)來解決，但是這樣在工程前期，如果采用的施工方法不合理或支護參數(shù)過小，在施工中存在很大的安全隱患。為了解決巖性為寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道大變形容易造成塌方的問題，為以后具有同樣圍巖性質(zhì)的隧道工程的設(shè)計施工提供參考和依據(jù)，在此以姜路嶺隧道工程為依托，對寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道開展相關(guān)研究。
　　首先對寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道圍巖壓力計算公式進

3、行探討，通過總結(jié)現(xiàn)有圍巖壓力的計算方法，選擇出適合深埋隧道圍巖壓力的計算方法，利用選出的計算方法分別對寒區(qū)炭質(zhì)頁巖圍巖壓力進行計算。之后利用測量數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬得出深埋段的圍巖壓力范圍，與計算結(jié)果進行對比，以計算結(jié)果最接近分析出的圍巖壓力的計算公式為基礎(chǔ)，對公式中參數(shù)適當優(yōu)化，最后運用另外同類隧道的測量數(shù)據(jù)和模擬不同開挖寬度時的數(shù)據(jù)對修改后的參數(shù)進一步驗證。
　　然后對寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道支護參數(shù)進行分析，在經(jīng)驗和規(guī)范的基礎(chǔ)之上，選出適

4、合寒區(qū)炭質(zhì)頁巖支護的超前支護、錨噴支護、鋼拱架等參數(shù)的大致范圍，結(jié)合現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，對得出的范圍進行優(yōu)化，運用數(shù)據(jù)模擬對原支護參數(shù)和優(yōu)化后參數(shù)下的支護效果進行對比。之后考慮二次襯砌的安全儲備，假定所有荷載僅由二次襯砌承擔，分別運用荷載結(jié)構(gòu)法和地層結(jié)構(gòu)法對二襯受力計算，選擇最不利受力狀態(tài)進行強度校核。
　　最后對圍巖穩(wěn)定性分析，依據(jù)測量的圍巖沉降和收斂數(shù)據(jù)，分析出圍巖破壞時的沉降收斂總量和日變化速率臨界值，得出圍巖最終是否穩(wěn)定的判斷依