大断面隧道装配式约束混凝土施工体系研究与应用

来源：中国血液净化杂志2018年第10期北京时间：

作者：孙会彬, 李术才, 王琦, 周磊生, 江贝, 张晓, 许硕, 张皓杰

单位：1. 山东大学 岩土与结构工程研究中心, 山东 济南 250061;2. 齐鲁交通发展集团有限公司, 山东 济南 250101;3. 济南大学 土木建筑学院, 山东 济南 250022;4. 山东大学 土建与水利学院, 山东 济南 250061

摘要：为解决大断面隧道软弱围岩控制难题及人力施工效率低、安全性差的问题，结合约束混凝土支护研究成果，研发拱架智能安装系列设备、装配式约束混凝土拱架（FCC拱架）及相应的配套装置，形成大断面隧道装配式约束混凝土施工体系。开展FCC拱架机械施工过程力学模拟试验，对拱架机械施工过程中的变形及受力进行实时监测，明确拱架机械施工过程力学特性，提出增设肩部节点区抗弯护板的加强措施，进行装配式约束混凝土支护机械化施工现场试验，分别对隧道围岩收敛变形、围岩与初支接触压力、加强后的拱架内力分布特征与规律进行了研究。结果表明：在FCC拱架自重及机械施工双重影响下，拱架肩部节点区变形产生突变，发生明显的应力集中，为受力变形关键部位；加强后的FCC拱架现场举升安装过程中未见有明显的变形；现场试验段围岩偏压现象明显；上台阶围岩变形及受力呈现三阶段波动增长，以拱顶及拱肩部位波动最为强烈；拱架受力整体呈现"上大下小"的特点，最大应力值出现在拱顶外侧，其次左拱肩部位；机械化施工能够有效提高施工效率及装配化水平，保障施工安全可靠，有效控制大断面隧道围岩变形，可为类似工程建设提供借鉴。

关键词：隧道工程,装配式约束混凝土施工体系,机械化举升试验,拱架

基金资助：国家自然科学基金项目（51674154，51704125）；中国博士后特别资助项目（2017T100491，2016M602144）；山东省重点研发计划项目（2017GGX30101，2018GGX109001）；山东省自然科学基金项目（ZR2017QEE013）