浅埋大断面公路隧道渐进破坏规律与安全控制

• 作者: 戴永浩 武松 汤华 罗红星 邓琴
• 来源期刊: 中国公路学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 隧道工程 浅埋隧道 模型试验 围岩级别 台阶法 变形差率 安全控制
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 所属期刊栏目: 隧道工程
• 页码范围: 205-216
• 页数: 12页
• 分类号: U459.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.12.021

摘要

围绕浅埋大断面公路隧道渐近破坏过程与机制,以大永高速公路句头隧道下穿大西二级公路工程为背景,开展了室内相似模型试验与现场监测分析.针对不同围岩级别条件(Ⅳ3,Ⅴ1和Ⅴ2),分析了隧道毛洞开挖过程中围岩应力和位移变化规律,提出了基于变形差率的隧道施工安全控制指标,隧道施工现场监测验证了该指标的科学性,保障了隧道施工安全.研究结果表明:①隧道的破坏首先发生在拱顶位置,随着隧道的不同分部的开挖,破坏区向拱肩和地表扩展;围岩级别为Ⅳ3时,隧道开挖后围岩形成一定厚度的塌落拱,塌落拱高度约为0.67M(M为隧道最大跨度);围岩级别为Ⅴ1和Ⅴ2时,隧道开挖将引起围岩坍塌,形成塌方等较严重事故.②隧道开挖过程中,在开挖卸荷作用下,隧道产生不同程度的收敛与沉降,Ⅳ3比Ⅴ1,Ⅴ1比Ⅴ2,Ⅳ3比Ⅴ2最大地表变形分别减少了63.0％、20.0％和70.4％;隧道开挖应力变化方面,Ⅴ1比Ⅳ3,Ⅴ 2比Ⅴ1,Ⅴ 2比Ⅳ3最大应力变化量分别减少了43.5％、23.0％和56.5％,且Ⅳ3,Ⅴ1和Ⅴ2围岩级别下隧道开挖过程应力和变形影响范围逐个增大.③采用模型试验手段,通过计算典型测点沉降差与测点距离的比值——变形差率,分别探讨Ⅴ2,Ⅴ1和Ⅳ3围岩级别的浅埋隧道施工安全控制标准.隧道施工现场监测结果表明,对于Ⅴ1级围岩浅埋隧道,当隧道地表横向和纵向变形差率均小于10 mm·m-1,可防止公路地表裂缝的产生.研究成果对于浅埋大断面公路隧道施工与安全控制具有重要意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	戴永浩	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	20	479	11.0	20.0
2	汤华	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	49	498	12.0	21.0
3	武松	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	7	7	2.0	2.0
7	罗红星		6	5	2.0	2.0