高地应力千枚岩隧道二次衬砌施作时机研究

来源：中国血液净化杂志2020年第12期北京时间：

作者：郭小龙, 谭忠盛, 李磊, 朱正国

单位：1. 石家庄铁道大学 省部共建交通工程力学行为与系统安全国家重点实验室, 河北 石家庄 050043;2. 中国铁道科学研究院高速铁路轨道技术国家重点实验室, 北京 100081;3. 北京交通大学 土木建筑工程学院, 北京 100044;4. 交通运输部公路科学研究院 桥梁隧道研究中心, 北京 100088;5. 河北省金属矿山安全高效开采技术创新中心, 河北 石家庄 050043"],"fundList_en":["State Key Laboratory of Mechanical Behavior and System Safety of Traffic Engineering Structures (ZZ2020-25); National Nature Science Foundation of China (51678034); Stake Key Laboratory for Track Technology of Higy-speed Railway (2019YJ196)

摘要：二次衬砌施作时机一直是高地应力软岩隧道工程设计与施工过程中面临的关键技术难题之一。为此,依托在建成都-兰州铁路典型千枚岩隧道工程,基于隧道变形长期监测结果,分析高地应力软岩隧道变形时程特点,考虑软岩隧道荷载特点,确定了二次衬砌施作时机原则;考虑隧道测量丢失变形,提出软岩隧道第1稳定阶段变形量确定方法;通过现场实测变形数据统计回归,基于一定保证率确定不同大变形等级和不同断面下的软岩隧道二次衬砌施作时机,并进行现场试验验证。研究结果表明:适当刚度的初期支护可以实现高地应力软岩隧道前期变形稳定,但无法保持围岩长期稳定,二次衬砌应该在初期支护变形达到第1稳定阶段后施作,既可以减少二次衬砌荷载,又可以控制围岩变形;采用指数函数拟合软岩隧道变形具有较好的相关性,但参数差异性较大,同时在确定隧道第1稳定阶段变形量时应考虑测量丢失变形;轻微、中等大变形段拱顶下沉变形速率小于0.1~0.2mm·d^-1,边墙收敛速率小于0.5mm·d^-1,严重、极严重大变形段拱顶下沉变形速率小于0.4mm·d^-1,边墙收敛小于0.6mm·d^-1,即可进行二次衬砌施作;轻微大变形段、中等大变形段和严重大变形段分别在隧道开挖45~55 d,55~60 d和80~90 d后达到二次衬砌施作标准。

关键词：隧道工程,二次衬砌,现场试验,概率统计,施作时机,千枚岩

基金资助：省部共建交通工程力学行为与系统安全国家重点实验室自主课题项目(ZZ2020-25)；国家自然科学基金项目(51678034)；高速铁路轨道技术国家重点实验室(中国铁道科学研究院)开放课题基金项目(2019YJ196)