文档介绍：桥梁隧道
BRIDGE&TUNNEL
断层影响下特长隧道施工稳定性研究
文/胡亮
年来,随着我国交通基础设施建件为:左线LK18+468断面拱顶距地析结果。
近设规模的逐步扩大,公路隧道修表约为23m,所处围岩为IV级围岩, 依据弹塑性理论和工程类比,计
建的数量也日益增多,其中不乏有一些微~未风化白云岩,粉晶结构,层状算模型范围的选取通常遵照隧道的跨度
超长隧道。在河北省太行山区,由于受构造,岩体较破碎,岩层产状:147° 和高度确定。外边界左右取跨度的3~5
地形条件的限制,隧道成为该省高速公<14°,小裂隙发育,大多呈闭合状。倍,上下取高度的3~5倍,在所取范
路隧道的主体。目前在建的张承高速公该处途径F1断层:F1断层为走向NE—围之外可认为不受开挖等施工因素的影
路路线全长约62km,全线共设置隧道4 SW35°—50°的断裂,由K21延长响,即在这些边界处可忽略开挖等施工
座,其中特长隧道一座、长隧道一座、至K24+100,,其间两次受所引起的应力和位移。同时,保证模型
中隧道一座、短隧道一座。 NW—SE向平移断层影响而向NW方向不出现刚体位移及转动。建立的模型如
断层等软弱结构面是隧道工程中被推移,移距分别在270m以上。断层图1所示。
经常遇到而又必须有效处理的不良地质带上有宽度大于50米的糜棱岩带及部
体。诸多工程实践和有关研究均表明, 分断层角砾。东侧有明显的断层展现,
隧道围岩的变形与破坏一般受断层等软初步分析断层面倾向SE,倾角70°左
弱结构面控制;而断层对于隧道围岩变右,断层走向与隧道轴线夹角:K21+
形与破坏的影响程度及其机理仍是一个 600~K22+680约5~10°。
模糊问题。因此,对于断层影响下隧道
围岩变形与破坏的研究具有重要的理论隧道数值模拟建模分析
意义和实用价值。随着计算机技术的迅速发展,
数值模拟仿真分析方法已经广泛应用
图1 模拟模型图
隧道工程概况于岩土及地下工程的研究和设计中。
大华岭隧道位于河北省张家口市 MIDAS/GTS(岩土与隧道分析系统)代模型物理力学参数设置
口里东窑子村东北,总体走向为西南- 表了当前工程软件发展的最新技术,在根据《公路隧道设计规范》(JTG
东北。该隧道设为左右两条路线,隧道隧道工程与特殊结构领域提供了一个崭 D70—2004)并参阅以往类比工程分析
洞身平面由缓和曲线和直线组成。左线新的解决方案。本文采用该方法进行分经验,确定模型各级围岩物理力学参数
里程LK18+415~LK23+670,洞净宽析研究。和隧道支护参数(见表1和表2)。
,;右线里程RK18+ 模拟范围初期喷射混凝土支护中的钢拱
520~RK23+800,,净针对大华岭隧道及断层的结构特架,根据力学指标将其折算到混凝土
。点,研究采用Drucker-Prager准则进中,以简化计算。二次衬砌在计算模拟
经工程地质及钻孔揭露,隧道途行三维有限元计算。通过工程类比法选中作为安全储备不予考虑。
区为侏罗系流纹岩和凝灰质流纹岩出露取支护参数进行模拟,并结合后期施工模拟方案
区,除六条断层通过外,无影响场地稳中进行洞周收敛量测,取得一个断面以原设计二衬厚度