偏压隧道稳定性分析及控制研究

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1、(或临时)支护中应对坡侧一方和坡谷上覆层部位予以加强；④得出了按t/D之比建议选择施工方法、支护形式及锚杆布置方式，见表1.1。[4]表1.1建议选择的施工方法Table1.1Constructionmethodofproposalelectiont/D＞21~2＜1开挖方式台阶法或全断台阶法台阶法或单、双侧导坑法面法初期(临时)支全环锚喷全环锚喷及重点部全环锚喷及重点部位加强布网护位加强布网(并考虑设钢支撑)地表布锚/考虑设设一次支护结构结构性封底或仰拱等厚全封闭圆顺结构形式仰拱注：t–隧道外侧围岩覆盖层厚度；D–隧道洞宽；此表以V级围岩，1：1.5坡率为基准，其他情况可参考此表使用。

2、1996年兰州铁道学院王兵、谢锦昌以模型实验及可靠度理论为基础，在国内首次对偏压隧道开挖产生松动荷载的坍落范围、地表裂缝、松动土体的力学行为、荷载的统计特征及偏压隧道衬砌结构可靠度分析进行了研究，分析了偏压隧道的可靠指标及失效概率[5]；2000年浙江大学王立忠、郭东杰进行运用分解叠加的等效原则解出了一般条件下地形偏压隧道围岩的二次应力的解析解，得出了偏压隧道中围岩二次径向应力σ变化比较复杂，在距离隧道中心超过2倍洞直径远的地方，极大值r发生在接近平行于斜坡的方向，极小值发生在接近垂直于斜坡的方向，当距离逐渐接近于隧道自由面时，极值发生了转向。而环向应力σ的极大值始终在垂直于斜坡θ的方向

3、面，极小值始终发生在接近平行于斜坡的方向面上[10]；2002年中南大学杨小礼、李亮、刘宝琛进行了偏压隧道结构稳定性评价的信息化分析[6]；重庆交通科研设计院易亚滨进行了浅埋、偏压隧道复合式衬砌的相互作用和结构计算的研究[7]；同济大学朱合华、姜勇进行了岩石隧道偏压成因分析与荷载反演研究[8]；四川省交通厅公路勘察设计院的邓刚提出了半荷载结构法，他是以等参单元模拟围岩，从而产生对结构的有利的抗力，并认为系统锚杆加固的围岩是承载结构的组成部分，用有限元程序检算初期支护和二期支护，根据刚度自动分配荷载并求出内力[9]。上述研究对地形偏压隧道的设计与施工具有一定指导作用，但对地质构造引起的偏压

4、隧道开挖后围岩的应力分布和研究地质构造引起的偏压隧道的衬砌形式和合2适的施工方法仍是一个新课题，本论文就地质原因引起的偏压隧道在开挖后二次应力的重分布及其控制(施工方法和衬砌形式)进行研究。1.2.2偏压隧道的控制研究现状①开挖和支护研究手段对于隧道开挖与支护研究目前国内外常常使用以下几种研究手段:1)理论分析法从已有的结论出发，经过复杂的理论推导，证明、得出新的结论。鉴于地下工程应力场的复杂性，这种方法使用十分有限，即便是得出结论，也由于结论中含有许多未知参数不能确定而不具有实用价值。2)模型试验法模型试验如果按尺寸比例来分可以分为足尺模型和缩尺模型两种情况。足尺模型试验或现场原位试验

5、采用与实体工程1:1的比例，这种方法最能体现原型的实际情况，结果也是真实可靠的。但是由于采用的模型与原型几何尺寸、材料等一样，对于较大的土工构筑物来讲，就显得十分不经济，耗费大量的人力、物力、财力，有时得不偿失，这种方法仅应用于较小的工程实践中。缩尺模型(即相似模拟实验)特别是小比例尺模型目前是人们常常采用的一种方法，即将原型的几何尺寸按照一定比例(通常1/50-1/200)缩小后进行研究。小比尺模型又可分为小比尺常规模型和小比例尺离心模型，小比例尺常规模型由于不能补偿几何尺寸的缩小带来的自重损失；离心模型试验是将土工模型置于高速旋转的离心机中，让模型承受重力加速度n倍的离心加速度作用(

6、n为模型率)，增加模型的容重，补偿因模型缩尺带来的土工构筑物自重的损失。它比常规静力条件下的模型试验更接近于实际。3)数值分析法由于岩体的不连续性与非均质性引起的岩石试样明显的“尺寸效应”，使得在实验室对岩块试样的大量研究成果大都不能直接应用于实际工程中，室内试验所得参数(如E、ε、φ等)往往要减少一到几个数量级才能与现场观测结果吻合，这使得模型试验不仅成本高、工期长、工况少，而且所得到的结果也不全面，仅为测点上的应变，破坏状态无法重复再现，不能长期保留。所以这种研究方法在许多发达国家已经被数值分析方法所取代。②施工技术控制在查阅了大量的中外文献资料后,目前国内外在偏压隧道的施工技术控制

7、研究方面得出了以下结论:1)偏压隧道的施工技术控制方法多为在结合实际工程中的个别实例作了简单零碎的介绍,与山岭隧道工程系统的结合和分析研究相对较少。2)隧道偏压(地质偏压地形偏压施工原因引起的偏压)现象为工程常见的地质3灾害,大量的文献资料对山岭隧道涉及隧道偏压控制性的内容均以针对具体工程的个别特点进行施工防治。3)施工技术和理论研究的发展日新月异,在隧道防偏的防治中却未形成系统的研究成果。4)隧道偏压的原因和施工工艺有关系，业主、