回头沟隧道偏压段施工方法研究

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1、回头沟隧道偏压段施工方法研究-->第1章绪论1.1项目现阶段鹤大高速公路黑龙江段和辽宁段均已施工完成，只有位于吉林境内的公路段尚在施工。为了早日贯通鹤大高速公路带动东三省的经济发展，吉林境内的鹤大高速早日通车迫在眉睫。由于部分鹤大高速公路位于吉林省白山境内，而白山地区以山区为主，所以在公路选线方面不可避免的要通过修建大量隧道穿过山区，严重滞后了鹤大高速整体的施工进度。而且白山地区地形地貌复杂，相对高差较大，沟谷纵横，尤其有些隧道为傍山隧道，使隧道在开挖的过程中受到由于地形原因造成的偏压荷载，大大增加了隧道开挖的难度而延误了工期。白山地

2、区大量的隧道或多或少都存在浅埋偏压现象，这无疑使原本就工期紧张的鹤大高速的公路建设变得更为困难。偏压隧道其在围岩压力计算、应力应变特征、支护结构形式、支护时机等方面均与常规隧道存在很大不同。尤其对于隧道洞口来说，洞口属于浅埋偏压段，若施工不当极易发生坍塌、冒顶甚至滑坡。由于受到偏压荷载，衬砌受力不均匀，容易造成应力集中，使隧道衬砌变形开裂，再加上水的渗流作用，隧道难于稳定，对施工造成重大的安全隐患。为了加快隧道施工进度，也为开挖同类偏压隧道提供经验参考，吉林省高等级公路建设局与我校合作，以回头沟隧道为研究对象，主要进行偏压隧道施工方法

3、的研究。根据隧道实际情况提出施工进度快、隧道安全稳定的施工方法。......1.2偏压隧道研究现状偏压隧道，是指由于不良地质条件或隧道横坡角度过大和施工方法不当等原因使得隧道两侧受到的围岩压力不均等造成的。国内外专家学者通过理论分析、数值模拟、模型试验和现场实测及工程类比经验总结等方法对偏压隧道进行了大量的研究，现将偏压隧道的研究现状整理如下：（1）理论分析方面隧道位于岩土体中，围岩压力的计算受多种因素共同控制，常用的围岩压力计算方法主要有太沙基理论和普式理论，而浅埋偏压隧道围岩压力计算与一般隧道不同，太沙基理论和普式理论并不适用于浅

4、埋偏压隧道的围岩压力计算。1964年中铁第一勘查设计院谢家杰[1]在考虑土壤粘聚力、内摩擦角及地形坡度和埋藏深度等综合因素共同作用下提出了浅埋偏压隧道围岩压力的计算方法。针对隧道工程环境复杂多变的特点，兰州铁道学院的谭忠盛[2]、谢锦昌摒弃了安全系数法，利用可靠度理论的研究方法提出了蒙特卡罗法对隧道衬砌力学性质进行研究。隧道产生偏压的原因有很多，一般多为地形原因引起，不良的地质条件有时也可能引起偏压现象，上海铁路局杨俊杰[3]对近100座隧道研究发现，单斜地层中围岩有顺层滑动面易出现隧道偏压现象。熊创贤等[4]通过对浅埋偏压隧道几种施

5、工方法的比较与研究，认为在采用“CRD”法进行施工时，施工顺序相当重要，一般情况下，必须先开挖偏压较大的一侧；崔永杰[5]分析了形成偏压隧道的主要因素，并结合工程实例，介绍了偏压灾害处理措施及施工技术；刘元锋[6]、于跃勋等[7]、彭琦等[8]均对浅埋偏压隧道施工力学角度进行了探讨；黄波等[9]、赵镇林等[10]、张守同等[11]分别从锚杆加固参数及小导管注浆加固等方面，阐述了对偏压隧道的围岩加固方法；陈志武[12]以具体工程为例，从双侧壁导坑施工顺序方面，对偏压隧道稳定性的影响进行了分析。高飞等[14]、鲁荣刚等[15]、高世军等[

6、16]、周晓军等[17]、李清泰等[18]、王立忠等[19]、石效民等[20]分别从不同角度，对偏压隧道围岩压力、衬砌的受力状态及力学行为进行了研究。陈伟等[21]分析了降雨入渗对偏压隧道围岩及支护结构的影响；梁波等[22]利用粘弹性边界条件，运用时程分析法研究浅埋偏压隧道在地震力作用下的动力反映规律。此外，张晓航等[23]、朱苦竹等[24]、潘洪科等[25]、刘彤等[26]、金文良等[27]、钟东雄等[28]分别以不同工程为依托，以偏压连拱隧道为研究对象，从地质方面、设计方面、施工方面等不同角度分析了衬砌裂缝的形成原因，并提出了相应

7、的处理措施。......第2章回头沟隧道偏压成因分析2.1回头沟隧道概况2.1.1工程总体情况及特点回头沟隧道位于吉林省白山市江源区与通化市柳河县交界处，隧道入口位于回头沟，距板石镇约3.2km。隧道断面净空宽度、高度为10.25×10m。本文选择回头沟隧道右幅进口段为研究对象，该隧道具有以下特点：（1）隧道进口段埋深较浅，大部分埋深10~30m，最浅处约5m，隧道横坡为33°；（2）该隧道进口处位于斜坡上，进口仰坡坡度为38°，且围岩条件较差以Ⅴ级围岩为主。（见图2.1~2.3）......2.2浅埋偏压隧道分析2.2.1浅埋偏压隧

8、道特点深埋隧道在开挖过程中上部岩体可以形成平衡拱使围岩具有一定的自稳能力，所以开挖引起的下沉局限在隧道周边范围内；浅埋隧道的工程地质条件多数具有对隧道开挖影响很大的特殊地形、地质问题，导致隧道在开挖过程中围岩的自稳能力很