預(yù)加固對(duì)軟弱圍巖隧道掌子面穩(wěn)定性的影響研究.pdf

1、隨著隧道數(shù)量不斷增多，隧道在掘進(jìn)過程中不可避免會(huì)遇到軟弱圍巖地層。在軟弱圍巖隧道施工過程中最突出的問題之一便是掌子面穩(wěn)定性問題，如果加固措施不到位，不但危及施工安全，甚至?xí)绊懙竭\(yùn)營安全。而超前預(yù)加固技術(shù)不僅可以提高軟弱地層的強(qiáng)度和圍巖穩(wěn)定性，更重要的是可以保證在安全的前提下高效、順利地完成施工任務(wù)，因此研究預(yù)加固技術(shù)對(duì)軟巖隧道掌子面穩(wěn)定性的影響非常重要。水平旋噴樁作為隧道超前預(yù)加固技術(shù)之一，能較好的解決隧道圍巖軟弱、掌子面易失穩(wěn)等難題

2、，近年來在一些工程地質(zhì)條件非常復(fù)雜的隧道中使用的效果十分明顯。而玻璃纖維注漿錨桿技術(shù)作為新意法施工方法的配套技術(shù)已受到隧道工程界的廣泛關(guān)注并得到了成功應(yīng)用。
　　本文依托蘭榆鐵路桃樹坪隧道工程，通過大量的數(shù)值模擬分析對(duì)比，對(duì)隧道掌子面穩(wěn)定性和預(yù)加固技術(shù)進(jìn)行了初步研究，主要進(jìn)行了以下工作的研究:
　　(1)對(duì)隧道掌子面穩(wěn)定性和預(yù)支護(hù)技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了探討，對(duì)掌子面失穩(wěn)的形式及其特點(diǎn)，失穩(wěn)機(jī)制和預(yù)支護(hù)基本原理研究進(jìn)行了分

3、析。對(duì)新意法施工方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并對(duì)新意法與其他施工方法進(jìn)行了比較。
　　(2)對(duì)掌子面失穩(wěn)實(shí)例——桃樹坪隧道進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，通過對(duì)比的方法研究了設(shè)置水平旋噴樁與CRD法隧道施工分別對(duì)隧道掌子面的穩(wěn)定性的影響，并研究了開挖步距對(duì)隧道穩(wěn)定的影響以及隧道預(yù)收斂與擠出變形的關(guān)系。
　　(3)重點(diǎn)對(duì)玻纖錨桿注漿預(yù)加固技術(shù)對(duì)掌子面穩(wěn)定性的影響進(jìn)行分析，通過與其他加固措施的對(duì)比研究了玻纖錨桿預(yù)加固的效果，另外對(duì)玻纖錨桿參數(shù)變化

4、對(duì)掌子面穩(wěn)定性的影響以及玻纖錨桿各參數(shù)對(duì)于掌子面變形的敏感性進(jìn)行了分析。
　　通過這些初步的研究，主要得出下面的結(jié)論:
　　(1)驗(yàn)證了新意法的優(yōu)越性，水平旋噴樁技術(shù)比CRD法更好地控制隧道變形及地表沉降。此時(shí)隧道開挖后初期支護(hù)承受的應(yīng)力減小，有效地保證了已開挖隧道段的穩(wěn)定，而已開挖隧道段的穩(wěn)定又對(duì)前方掌子面穩(wěn)定做出了貢獻(xiàn)。
　　(2)隧道拱頂和掌子面的變形相對(duì)于開挖步距增大呈二次非線性趨勢(shì)增長，其未支護(hù)段距離是導(dǎo)致變

5、形增加的主要因素之一。研究認(rèn)為桃樹坪隧道在旋噴樁預(yù)加固下開挖步距選用lm是較為合適的，這樣就能夠在保證工作面土體穩(wěn)定的情況下同時(shí)也能滿足快速施工的要求。
　　(3)研究認(rèn)為掌子面擠出變形與拱頂預(yù)收斂總是存在某種線性相關(guān)性，倆種變形并不會(huì)單獨(dú)發(fā)生，認(rèn)為超前核心土的強(qiáng)度及變形特性是隧道變形的真正原因。
　　(4)隧道采用玻纖錨桿注漿提高了超前核心土體的強(qiáng)度和剛度，極大的減少了隧道的變形。在一定的范圍內(nèi)隨著玻纖錨桿參數(shù)的增大，隧道