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超前小導管提高隧道圍巖強度的依據

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超前小導管提高隧道圍巖強度的依據

由于隧道所處的地層都是處于砂土范圍之內, 相對來說圍巖的強度和穩定性都不是很高, 所以在數值模擬時只把頂層雜填土層按彈性分析, 其它地層都按塑性分析。此區間段隧道采取的...

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由于隧道所處的地層都是處于砂土范圍之內, 相對來說圍巖的強度和穩定性都不是很高, 所以在數值模擬時只把頂層雜填土層按彈性分析, 其它地層都按塑性分析。

此區間段隧道采取的是臺階法開挖, 開挖過程為:

第 1 步:開挖前的初始狀態。

第 2 步:開挖前小導管預注漿。

第 3 步:上分層開挖并保留核心土。

第 4 步:上分層隧道周邊錨噴支護。

第 5 步:核心土、下分層和仰拱開挖。

第 6 步:新開挖斷面錨噴支護,整個斷面初期支 護完成。

第 7 步:全斷面模筑混凝土二次支護。 利用 FISH 語言編制程序, 按開挖過程進行模 擬,得到開挖完畢后的應力和位移。


通過觀察分析可知, 隨著超前小導管分布范圍的擴大,圍巖應力值不斷減?。ó敓o小導管時,隧道圍巖發生塑性破壞),小導管分布范圍的增加能夠減少圍巖的受力,有利于開挖面的穩定。 在施工中難免要考慮到經濟條件的因素, 必須要合理布置小導管的位置。

小導管布置范圍影響最大的區域是 0°~100°,120°以后小導管注漿無論是對拱頂的影響、還是對拱腰的影響基本相差無幾。但是從 圖中縱坐標的數值可以看出, 小導管注漿對拱頂的影響遠大于對拱腰的影響。由此可以得出一下結論:

(1) 超前小導管注漿可以減少掌子面圍巖的受力,把一定范圍內土層結成整體,提高圍巖剛度和強 度,利于隧道開挖穩定。

(2) 對于超前小導管的分布范圍,在比 120°小 的角度時, 無論是圍巖周圍的應力或是監測點的位 移變化幅度都相當大;而在大于 120°時,各種模擬 參數變化都比較平穩, 說明超前小導管達到一定的分布范圍后,對隧道圍巖的影響甚微。

(3) 在特有的地質條件下,從以上的分析可以得出, 超前小導管注漿分布范圍在 120°時,是地鐵超前小導管最佳的注漿范圍。

(4) 從監測點的豎向位移可以判斷,小導管注 漿對隧道的豎向位移有一定影響, 隨著小導管分布 范圍增加,監測點的豎向位移逐漸減小,有利于維護 隧道后期的穩定。

(5) 分析數據可知,超前小導管注漿范圍的大小對拱頂的影響要遠大于對拱腰的影響。



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