高地应力软岩隧道合理支护方案研究

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1、第30卷第11期岩石力学与工程学报Vol.30No.112011年11月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringNov.，2011高地应力软岩隧道合理支护方案研究11，2111田洪铭，陈卫忠，谭贤君，王辉，田田(1.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉430071；2.山东大学岩土与结构工程研究中心，山东济南250061)摘要：基于高地应力软岩隧道明显流变效应的特点，提出在喷锚网支护的基础上增设U型钢可压缩支架和泡沫混凝土填充层的支护方案。利用建立的U型钢连接件力学模型和围岩与支架接

2、触模型，分析2种支护方案下，宜昌—巴东(宜巴)高速公路峡口高地应力软岩隧道的长期稳定性。研究表明：(1)建立的U型钢可压缩支架的连接件力学模型和围岩与支架之间的接触模型可以很好地反映支架缩动性与摩阻力之间的关系；(2)U型钢可压缩支架和泡沫混凝土填充层的联合支护既可以吸收围岩的流变变形，减小二次衬砌上的形变压力，又可以提供稳定的支护力，有利于高地应力软岩隧道的长期稳定。关键词：隧道工程；软岩隧道；U型钢可压缩支架；支护方案；蠕变中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2011)11–2285–08STUDYOFREASONABLESUP

3、PORTSCHEMEFORSOFTROCKTUNNELINHIGHGEOSTRESSZONE11，2111TIANHongming，CHENWeizhong，TANXianjun，WANGHui，TIANTian(1.StateKeyLaboratoryofGeomechanicsandGeotechnicalEngineering，InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan，Hubei430071，China；2.ResearchCenterofGeotechnicaland

4、StructuralEngineering，ShandongUniversity，Jinan，Shandong250061，China)Abstract：Basedontheevidentrheologycharacteristicofsoftrocktunnelinhighgeostresszone，anewsupportschemewhichaddsU-steelscompressiblestentandfoamconcretesfillinglayertothesprayanchornetworksupportisproposed.Thelong-te

5、rmstabilityofXiakousoftrocktunnelwithhighgeostressinYichang—BadongexpresswayisstudiedbyusingthenewU-steelconnectormechanicalmodelandcontactmodelbetweenU-steelandsurroundingrockintwosupportschemes.Theresultsshowthat：(1)TherelationshipbetweenthecompressionandfrictionresistanceforU-st

6、eelsupportiswellreflectedbythebuiltmodelconsistingofU-steelconnectormechanicalmodelandcontactmodelbetweenU-steelandsurroundingrock.(2)ThecombinedsupportofU-steelscompressiblestentandfoamconcretesfillinglayercanabsorbrheologicaldeformationofsurroundingrocks，whichreducesthedeformatio

7、npressureofthesecondarylining；andalso，itcanprovidestablesupportingforce，whichishelpfultokeeplong-termstabilityforsoftrocktunnelwithhighgeostress.Keywords：tunnellingengineering；softrocktunnel；U-steelcompressiblestent；supportscheme；creep高地应力区软岩隧道越来越多，给我国隧道设计和1引言施工带来了新的挑战。高地应力软岩隧道不同于一

8、般的硬岩隧道，一方面隧道围岩的自承能力较差，近年来，