水平泥砂互层隧道围岩稳定性研究

男
１ ９ ８ ０ 年出生
工程师
６ ２
石 家庄铁 道大 学 学报 （自然科 学版 ）
第２ ６卷
（ ５ ） 混凝 土衬 砌 。Ｃ ２ ５ ， 拱、 墙、 仰拱 ４ ０ ０ ｍ ｍ。 （ ６ ） 预 留变形 量为 ６ ｅ ｍ。
２ 水 平 泥砂 互 层 稳 定 ・ Ｉ 生影 响 因素 分 析
（ ３ ） 钢 筋 网。拱墙 铺设 ， 环 ８×纵 中８ ， 网格 间距 ２ ０ ０ ｉ Ｔ ｌ ｍ× ２ ０ ０ ｍ ｍ。
（ ４ ） 钢拱 架 。格栅 钢架 ， 纵 向 间距 １ ０ ０ ０ ｍｍ。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ２— １ ８
作者简 介 ： 常伟
季降水沿节理 、 裂隙下渗 ， 开挖过程中存在漏水现象 ， 对洞室稳定性影响较大。 １ ． ２ 施工 方 案支护 参数
（ １ ） 喷射混 凝土 。强 度 Ｃ ２ ０ ， 拱、 墙厚 ２ ０ ０ ｍｍ。 （ ２ ） 锚 杆 。拱部 １ ６ ０ 。 范 围采 用 ２ ２ ｍ ｍ早 强砂 浆锚 杆 ， Ｌ ＝３ ． ５ ｍ， 间距 １ ２ ０ ０ ｍｍ×１ ０ ０ ０ ｍ ｎ ｌ 。
０ 引言
随着 我 国隧道施 工技术 和机 械化 作 业程 度 的不 断 提高 ， 我 国公 路 特 长 山 岭 隧道 越 来 越 多 ， 但 是 在 长 大公 路 隧道建 设 中的水 平泥 质砂 岩 地质 条 件 下 的 隧道 围岩 稳定 性 还 没 有 一个 较 深 的认识 。详 细 了解 特 殊地 质条 件下 的围岩稳 定性 ， 是 确保建 设施 工及 工 程运行 安 全 以及 节 省工程 投 资 的关 键 … 。 从力 学 角度来 说 ， 普遍认 为 围岩 的失 稳 是 由于 围岩 应力 水 平 达 到 或 者超 过 围岩 的强 度 范 围 ， 从 而 形 成一 个连 续 贯通 的塑 性 区和 滑动 面 ， 是 围岩 产生 较大 形 变 ， 最终 导致 失稳 引。所 以隧道 围岩 稳定 性 的研
用支护 参数 的合理 性和 水 平泥岩 砂 岩互层 隧道 围岩 变形和初 支、 － ￣＋ ｉ － 应 力的分 布特征 。
关键 词 ： 公 路 隧道 ； 水 平层状 围岩 ； 数值 模 拟 ； 正 交各 向异 性 ； 围岩稳 定 性 中图分类 号 ： Ｕ ４ ５ ２ 文献 标识码 ：Ａ 文章 编号 ： ２ ０ ９ ５ ０ ３ ７ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ６ １ — ０ ６
作 用。
１ 工 程 概 况
１ Байду номын сангаас １ 工 程地质
大梁 峁 隧道 为山岭 区双 洞单 向交 通分 离式 长大 隧道 ， 左线 Ｋ ７ ９＋ ０ ３ ０～ Ｋ ８ ３＋ ３ ０ ８ ， 长４ ２ ７ ８ ｍ， 进 口高 程约 为 ｌ ４ ６ ６ ． １ ４ ４ Ｉ ｎ ， 出１ ３高 程 为 １ ４ ３ ０ ． ７ ５ ｉ ｎ ； 右线 Ｙ Ｋ ７ ９＋０ ４ ８～Ｙ Ｋ ８ ３＋３ ５ ５， 长４ ３ ０ ７ ｍ， 进１ ３高 程 为 １ ４ ６ ６ ． ３ ４ ２ Ｉ Ｔ Ｉ ， 出 口高程 为 １ ４ ３ ０ ． ６ ｍ。 隧道 围岩 由第 四系新 黄 土及 白垩 系下统 环池 河组 ， 以砂岩 为主 的泥砂 岩互 层组 成 ， 呈可 塑． 硬 塑状 态 ， 属 松 软土 。洞 口边坡 较 陡 ， 围岩稳 定性 差 ， 岩体 为 中风化 ， 岩 石垂 直 节 理发 育 ， 隧道 洞 室埋 深较 浅 ， 开 挖 时 易坍 塌 。并 在 Ｚ Ｋ ８ ２＋ ５ ４ ０一Ｚ Ｋ ８ ２＋５ ８ ０与 Ｙ Ｋ ８ ２＋ ５ ７ ０～Ｙ Ｋ ８ ２＋６ １ ０段 有 断层 ， 围岩 由 白垩 系 下统 环 池 河 组， 以砂岩 为 主的泥 砂岩 互层 组成 ， 中薄一 中厚层 状构 造 ， 水 平 层 发育 ， 风化 类 型 为 中风化 ， 岩体 较 完整 ， 雨
水 平泥砂 互层隧 道围岩稳定性研究
常 伟
０ ３ ０ ０ ２ ４ ） （ 中铁十二局集团 第三工程有 限公 司 ， 山西 太原
摘要： 以大 梁 峁特 长公路 隧道 为依 托 ， 针 对水 平层 状岩体 隧道 ， 采用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ数值 分析 软件将
水 平泥 岩砂岩 互层 岩体 等 效为 正 交各 向异 性 的 方式 ， 对 隧道 开挖 过 程 中围岩 稳 定性进 行 了数值 试验 分析 ， 通 过分 析 围岩 塑性 区、 围岩 应 力 、 隧道 变形 、 锚杆轴力、 初 支及 二 衬 内力 ， 得 出施 工 采
究实际是分析及评价围岩应力和变形 。以大梁峁特长公路隧道为依托 ， 针对水平泥砂交互层状岩体隧
道， 利用 正交 异性有 限元 分析 方法 ， 分 析 了隧道 在开 挖过 程 中的 围岩 塑性 区 、 围岩 应 力 、 隧道 变形 、 锚 杆 轴
力、 初支及二衬内力变化 ， 据此评价隧道围岩稳定性 ， 并验证支护参数 的合理性 引， 对类似工程具有借鉴
隧道 围岩稳定 性取 决 于多种 因素 的综 合影 响 ， 这 些 因素 主要 有 围岩 的工 程 地 质 特征 、 围岩 的结 构完 整程度 、 受地 质构 造 的影 响程 度 、 地 下水 的影 响 、 岩体 所 受 的静 动 力荷 载 、 隧 道几 何 尺 寸 及施 工 方 案 的选
第２ ６ 卷 第２ 期
石 家庄铁 道 大 学 学报 （自然科 学版 ）
ｖ 。 １ ． ２ ６ Ｎ 。 ． ２
２ ０ １ ３ 年６ 月 Ｊ ０ Ｕ Ｒ Ｎ Ａ Ｌ ０ Ｆ Ｓ Ｈ Ｉ Ｊ Ｉ Ａ Ｚ Ｈ Ｕ Ａ Ｎ Ｇ Ｔ Ｉ Ｅ Ｄ Ａ Ｏ Ｕ Ｎ Ｉ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ（ Ｎ Ａ Ｔ Ｕ Ｒ Ａ Ｌ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ） Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ３