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《圆梁山隧道溶洞地段抗水压衬砌结构试验分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷,第4期中国铁道科学Vol27No42006年7月CHINARAILWAYSCIENCEJuly,2006文章编号:10014632(2006)04006206圆梁山隧道溶洞地段抗水压衬砌结构试验分析张宇,万晓燕,陈礼伟(中铁西南科学研究院,四川成都610031)摘要:对圆梁山隧道溶洞地段45MPa抗水压衬砌所承受的水压力及其结构应力进行现场试验,分析隧道衬砌使用型钢混凝土组合结构在高水压作用下的受力特征。衬砌壁后水压力大小是引起衬砌结构应力发展变化的显著因素,衬砌壁后水压力的分布及
2、其变化与地表降雨补给量和泄水洞排水状况密切关联。当衬砌壁后水压力上升时,钢筋应力比混凝土应力的增长速率大,衬砌结构内缘应力比其外缘应力的增长速率大,且在衬砌壁后水压力增量较大时,结构钢筋和混凝土的应力增长速率相对较小。这表明随壁后水压力的增大,抗水压衬砌结构内型钢发挥的承载作用更明显。关键词:圆梁山隧道;抗水压衬砌;型钢混凝土组合结构;现场试验中图分类号:U456文献标识码:A大冶组(T1d)、嘉陵江组(T1j)的灰岩为主,局1工程概况部夹薄层泥岩的地层;沿向斜轴部线(NNE或NE向)和沿横向断裂(NWW或NW向)发育洼圆梁山隧道全长
3、11068m,是渝怀线上最长地和漏斗,二叠系下统(P1q+m)灰岩形成高约50的单线电化铁路隧道,被列为全线的控制工程之~100m、长数十公里的绝壁。两翼厚达2km的首。隧道主要穿越毛坝向斜和桶麻岭背斜及其伴生志留系(S)和泥盆系水车坪组(D3s)的泥页岩,次生断裂带,集中了深埋充填溶洞、高压涌水突粉砂岩地层则形成斜坡地貌,发育横向沟谷与刀刃泥、煤层瓦斯、石油天然气、软岩大变形、偏压等状山脊。隧道穿越毛坝向斜地段二叠系、三叠系灰隧道施工不良地质,其中毛坝向斜地段大规模高压岩和白云质灰岩夹泥岩、砂质泥岩;P2w底部见一富水粉细砂溶洞处理可谓世界性地质施工
4、难题。毛薄煤层,位于岩溶水深部循环带,煤系地层地段地坝向斜为两翼高凸,中间低洼的槽状地貌,四周被下水有硫酸盐的侵蚀,T1d泥质灰岩夹层、P1m下部志留系地层所围限顶托;向斜两翼的地貌形态对称和P1l+q上部灰岩段裂隙中存在少量原油;向斜轴性极佳,向斜核部为二叠系栖霞组(P1q)、茅口组部及灰岩和泥质接触带岩溶洞隙和岩溶水发育。图(P1m)、吴家坪组(P2w)、长兴组(P2c)与三叠系1为毛坝向斜高压富水区隧道地质剖面示意图。图1圆梁山隧道毛坝向斜地质剖面示意图(单位:m)收稿日期:20050826基金项目:铁道部科技研究开发计划项目(2001
5、G0092)作者简介:张宇(1973),男,四川平昌人,工程师。第4期圆梁山隧道溶洞地段抗水压衬砌结构试验分析63隧道穿越毛坝向斜高压富水区DK353+200面,由注浆堵水固砂层、初期支护、防水层、抗水DK355+400段,长2200m,隧道上方地层中存压结构4部分组成。其中抗水压结构的型钢混凝土在T1d,P2w+c和P1q+m3层承压水,相对于隧道标衬砌结构为2层型钢、4层28钢筋和C40钢纤高,最高静水头442~460m。最大水平应力为维混凝土组成,结构简图如图2所示。当承受451739~1861M
6、Pa。隧道施工穿越毛坝向斜核部MPa水压时,10m厚抗水压衬砌内力为最大弯#2溶洞地段(DK354+450~+500),曾发生大量矩370kNm、轴力23500kN、剪力930kN,如涌水突泥,在正洞下导坑和平导施作止浆墙处于不图3所示。图4所示为抗水压衬砌结构施工现场。完全封闭状况下,实测水压力达到273MPa。2抗水压衬砌结构设计与施工#圆梁山隧道进口端毛坝向斜段揭示出的1,##2,3这3个溶洞体,分别给施工带来了相当大#的难度甚至造成灾害,其中以3溶洞(DK354+#879)的灾害最为严重。而2溶洞施工是该隧施工中的难中之难,经过
7、多次专家会议论证及方案比选,采取了泄水洞泄水降压,施工迂回导坑形成溶洞两端夹击,顶水注浆封堵大型岩溶管道,全断面超前帷幕注浆加固砂体,超前大管棚实现刚性支护,CRD分步开挖稳打稳扎的综合施工措[1]施。##[2]在圆梁山隧道2和3溶洞地段的结构设计中,对地下水实施全封堵措施,以防止溶洞充填物过度流失,注浆只作为维护施工期间洞室稳定和保证施工安全的辅助措施。对全封堵型衬砌,注浆堵[3]水并不能分担作用在衬砌上的水压力,又因圆形[4]衬砌断面比其他断面更适应承受水荷载,因此设计采用衬砌承受的水压值为45MPa,圆形衬砌断图3抗水压衬砌结构内力图4
8、圆梁山隧道2#溶洞段型钢混凝土衬砌施工现场图2圆梁山隧道型钢混凝土衬砌结构(单位:mm)64
