浅埋软岩隧道拱顶下沉预测及二衬合理支护时机

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1、第38卷，第5期公路工程Vo1．38，No52013年10月HighwayEngineeringOct．，2013浅埋软岩隧道拱顶下沉预测及二衬合理支护时机李广瑞，朱自强，鲁光银(中南大学信息物理工程学院，湖南长沙410083)[摘要]考虑浅埋软岩隧道随掌子面推进距离及围岩弹塑性、流变特性引起的拱顶下沉，再加上掌子面开挖前的拱顶下沉量，推算出拱顶下沉函数的经验计算公式。利用非线性最小二乘拟合对现场数据进行计算，得到拱顶下沉预测总量，依据规范得出浅埋软岩隧道二衬的合理支护时间。[关键词]浅埋软岩隧道；拱顶下沉；流变；前期沉降；二衬支护时机[中图分类号]U4

2、56．31[文献标识码]A[文章编号】1674—0610(2013)05—0044—03PredictionofVaultCrownSettlementinShallowBuriedandS0ftRockTunnelandSurpportingTimeofTheSecondLiningConstructionLIGuangrui，ZHUZhiqiang，LUGuangyin(SchoolofGeosciencesandInfo—Physics，CentralSouthUniversity，Changsha，Hunan410083，China)[Abstr

3、act]Incombiningwiththevaultcrownsettlementinshallowburiedandsoftrocktunnelcausedbytheprope~yofelasto—plasticandrheologyoftunnelsurroundingrocks，anddistancebetweenexcavatedfaceandmonitoringsection，andtheamountofsubsidenceinthefrontofexcavatedface。wecalculatetheempiricalformulaofva

4、ultcrownsettlement．Inordertodeducetheothervariableofthefor．mula，thefittingmethodofnonlinearleastsquareisadoptedindataprocessing．Thetotalamountofsub—sidencecanbecalculatedwhentimeanddistancetendtobeinfinityintheformula．Wecansuggestthecriterionforsecondliningconstructionintimeinsha

5、llowburiedandsoftrocktunnelonthebasisofcodefordesignofroadtunne1．[Keywords]shallowburiedandsoftrocktunnel；vaultcrownsettlement；rheologicalproperties；subsidenceinthefrontofexcavatedface：secondliningconstructionintime一1概述，准确预测隧道拱顶下沉时序，对确定隧道适当的二次衬砌施工时间以及确保隧道的安全施工等具有隧道开挖后，周边围岩以及支护随之发

6、生位移，十分重要的意义。该位移是围岩变化的直观体现，国内外已经有很多隧道开挖会造成掌子面前方围岩的扰动，而学者利用已开挖隧道实测数据来预测隧道内部各种监控量测工作一般是在隧道掌子面开挖后方的l～参数。胡永来建立了隧道断面开挖时拱顶下沉1．5D(D为隧道开挖断面直径)布点测量。拱顶下的有限元模型，并与实测数据进行了对比，Panet和沉值随地层条件不同而差异较大，当山岭隧道的围Guent于1982年建立了隧道收敛变形预测比较实岩强度较高而且埋深大时，开挖面前方所发生的变用的经验公式，该公式可以合理计算弹塑性介质围形量较小，围岩变形主要发生在开挖以后，量测值可

7、岩中隧道的拱顶下沉总量。Sulem于1987年在充基本反映真实情况。但是对于埋深较浅的软弱地分考虑围岩的流变属性、掌子面的推进距离、围岩与层，开挖面前方下沉量较大，所测得的下沉值并不能支护结构相互作用等诸多因素的基础上，提出了通真实反映拱顶下沉的全部过程，预测的下沉总值也用的隧道收敛位移的预测方法。隧道拱顶下沉值的缺乏了科学性和准确性。变化趋势是确定隧道二次衬砌时间的关键因素之本文主要工作是基于前人收敛限制法，兼顾考[收稿日期】2013—01—16[基金项目】国家自然科学基金项目资助(4l174061)；中南大学自由探索计划资助(201lQNZT011)

8、[作者简介]李广瑞(1988一)，男，I【J西大同人，在读硕士研究生，主要从事公