平面交叉隧道围岩及初期支护结构稳定性研究

作     者：林波 谢文博 刘磊 许修亮 LIN Bo;XIE Wen-bo;LIU Lei;XU Xiu-liang

作者机构：保利长大海外工程有限公司广东广州510623 

基　　金：国家自然科学基金项目(51408163) 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2022年第39卷第7期

页      码：115-122页

摘      要：随着国民经济的不断增长和交通基础设施的不断完善,相邻隧道在修建时间和空间上不可避免地形成了一定的穿越关系,从而产生了平面交叉和立体交叉,其中平面交叉是交叉隧道的常见结构形式。平面交叉隧道的开挖和支护流程更加复杂,交叉区域围岩和初期支护结构的稳定性值得引起重视。基于Midas GTS NX有限元软件及现场实测数据,首先利用反演分析法完成了隧道三维模型参数的标定,获取了1组可真实表征围岩应力应变特性的模型参数,建立了可模拟施工工序的交叉隧道三维有限元模型,计算获取了开挖和支护过程中交叉区域围岩和初期支护结构的变形及应力演化规律。进一步地,将变形和应力作为考察指标,对交叉区域围岩的拱顶、仰拱、边墙、初期支护结构、系统锚杆等关键施工部分的稳定性进行了评估。结果表明:主洞和支洞相交处的4个拐角及主洞边墙是交叉区域变形和应力的集中区,施工过程中应针对这些区域采取相应的补强措施以确保结构的稳定性;设计文件中给出的系统锚杆的布局不够合理,使得整个系统锚杆的受力不够均匀,局部发生了应力集中现象,可能导致个别锚杆失效,建议将隧道拱部的锚杆数量减少,将主洞边墙处的锚杆数量增加,以规避施工风险。

主 题 词：隧道工程 平面交叉隧道 数值模拟 围岩 初期支护结构 稳定性 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1002-0268.2022.07.015

馆 藏 号：203114110...