一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法技術

本發明專利技術涉及建筑施工技術領域，具體公開了一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法，包括以下步驟：步驟S001：通過監控量測隧道仰拱隆起變形范圍；步驟S002：利用受力分析和建立計算模型確定隧道仰拱隆起的塑性分布區；步驟S003：建立受力分析模板，分析和確定隧道仰拱隆起的原因；步驟S004：根據隧道仰拱隆起的原因得出處治方案，全風化富水白堊系泥巖大跨度隧道仰拱隆起處治采用監控量測手段，建立受力分析模板，準確分析和確定了隧道隆起的原因，為處治隧道仰拱隆起提供可靠依據采用鋼管樁固結地基，設置鋼筋砼連梁將二襯與鋼管樁形成靜定結構，提高基底巖體承載能力，設置疏浚孔引排地下水，有效控制了仰拱隆起，保障了隧道長期運營安全。營安全。營安全。

【技術實現步驟摘要】
一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法


[0001]本申請涉及建筑施工
，具體公開了一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法。

技術介紹

[0002]隧道底部(以下簡稱隧底)結構隆起造成仰拱、道床板開裂，致使軌道幾何尺寸不穩定和無節律失格，影響列車運行舒適度甚至不得不降速運行，還可能引起隧底結構失穩并危及行車安全。隧底隆起是一個復雜的物理、力學過程，其與隧區地應力、圍巖條件、巖層構造、地下水及其堵排方式、隧道開挖方法、支護結構型式及支護參數、施工質量等密切相關。
[0003]在水平層狀的緩傾互層圍巖體環境中，導致仰拱隆起的主要原因有以下幾點：1)以水平構造應力為主導的極高地應力作用于隧底下伏薄至中厚緩傾互層圍巖體；2)仰拱參數不滿足工程所處的地質環境。3)在水平層狀的緩傾互層圍巖體環境中的隧底結構很容易受地下水的侵蝕，地下水壓的增大致使隧底結構失穩，導致仰拱破壞。
[0004]現有的技術方法一般有三種：隧道底面施打超長地下錨桿、抗拔樁、注漿加固。這三種技術方法是以抵抗向上的地應力為出發點進行現場施工，在一定的時間內起到了防止仰拱隆起的效果，但是隨著時間的積累，圍巖應力慢慢釋放導致仰拱下部豎直向上地應力增大，從而產生仰拱隆起破壞，長期使用存在安全隱患，因此，專利技術人有鑒于此，提供了一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法，以便解決上述問題。

技術實現思路

[0005]本專利技術的目的在于提供一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法，以有效控制仰拱隆起、保障隧道長期運營安全。
[0006]為了達到上述目的，本專利技術的基礎方案提供一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法，包括以下步驟：
[0007]步驟S001：通過監控量測隧道仰拱隆起變形范圍；
[0008]步驟S002：根據隧道仰拱隆起變形范圍，利用受力分析和建立計算模型確定隧道仰拱隆起的塑性分布區；
[0009]步驟S003：建立受力分析模板，分析和確定隧道仰拱隆起的原因；
[0010]步驟S004：根據隧道仰拱隆起的原因得出處治方案。
[0011]進一步，所述步驟S002中，通過圍巖臨界破壞點受力分析和建立有限元計算模型，確定隧道仰拱隆起的塑性分布區。
[0012]進一步，所述步驟S002中，隧道圍巖力學性能由下式表示：
[0013]τ＝f(σ)＝c+σtanφ
[0014]式中：τ為剪切破壞面剪切應力；
[0015]σ為法向應力；
[0016]c為凝聚力；
[0017]φ為內摩擦角。
[0018]進一步，所述步驟S003中，采用有限元分析軟件進行建模,地層采用摩爾庫倫本構模型進行模擬，得出數值分析二維計算模型、隧道變形分布圖和塑性區分布圖。
[0019]進一步，所述步驟S003中，分析隧道仰拱隆起的原因包括對隧道結構分析、隧道仰拱基底圍巖分析、仰拱下地下水水頭壓力分析。
[0020]進一步，所述有限元分析軟件為Midas，在步驟S002中，建立Midas計算模型。
[0021]進一步，所述步驟S004中，處治方案包括對圍巖基礎加固、設置疏浚孔、鑿除仰拱變形范圍的砼結構、在仰拱層設置鋼筋混凝土連梁和鋼筋骨架、鋼對小圓弧處水溝和電纜溝位置進行筋混凝土填充和恢復仰拱填充和路面結構。
[0022]本方案的原理及效果在于：
[0023]與現有技術相比，本專利技術通過監控量測對變形范圍進行確定，通過圍巖臨界破壞點受力分析和建立Midas計算模型，確定了隧道仰拱隆起的塑性分布區，為處治隧道仰拱隆起提供可靠依據。全風化富水白堊系泥巖大跨度隧道仰拱隆起處治采用監控量測手段，建立受力分析模板，準確分析和確定了隧道隆起的原因，采用鋼管樁固結地基，設置鋼筋砼連梁將二襯與鋼管樁形成靜定結構，提高基底巖體承載能力，設置疏浚孔引排地下水，有效控制了仰拱隆起，保障了隧道長期運營安全。
附圖說明
[0024]為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1示出了本申請實施例提出的一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法的示意圖；
[0026]圖2示出了本申請實施例提出的一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法的流程圖；
[0027]圖3示出了本申請實施例提出的一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法的示意圖；
[0028]圖4示出了本申請實施例提出的一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法的示意圖；
[0029]圖5示出了本申請實施例提出的一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法的示意圖；
[0030]圖6示出了本申請實施例提出的一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法的示意圖；
[0031]圖7示出了本申請實施例提出的一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法中仰拱單側隆起處治方案圖。
具體實施方式
[0032]為更進一步闡述本專利技術為實現預定專利技術目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本專利技術的具體實施方式、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
[0033]一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法，以哨房丫口隧道為例，如圖1所示，哨房丫口隧道為楚雄至大理高速公路(改擴建工程)的一座雙向六車道分離式隧道，設計時速100km/h，右幅起訖樁號為K121+372～K123+970，全長2598m；左幅起訖樁號為ZK121+415～ZK124+050，全長2635m，左右幅線間距為23m～28m，隧道位于牟定縣江坡鎮石洞村一帶，隧道全線的平面線型為直線；隧道左幅位于1.1％(2528m)和
?
2.2％(70m)的人字坡上，右幅位于
1.09％(2485m)和
?
2.2％(150m)的人字坡上；隧道設計時速100km/h，隧道最大開挖跨徑達17.15m，最大開挖高度達11.68m，為扁平型隧道輪廓，隧道最大埋深165m，隧道內共設2處車行橫通道，5處人行橫通道。
[0034]病害段隧道圍巖為白堊系全～強風化泥巖，白堊系全～強泥巖夾砂巖，部分段落為極軟巖，全隧均為Ⅳ、
Ⅴ
級圍巖，Ⅳ級圍巖占比69％，
Ⅴ
級圍巖占比31％，地勘預測最大涌水量為4439.68m3/d；隧道病害段(K122+500～K122+900)均為V2級圍巖，且此段在K122+42處下穿哨房水庫，水庫上游有一條沖溝，與隧道約呈90
°
相交，隧道穿過的山體在該處形成凹槽，水庫蓄水水位高于隧道標高約84m，雖然該段巖層較完整，透水性較弱，地下水富水性一般，但隧道開挖后可能會在該段形成一定的裂隙水和毛細水頭壓力，對隧道開挖造成影響，存在透水風險。
[0035]對哨房丫口隧道仰拱隆起處治方法如圖2所示，
[0036]第一步，監控量測確定變形范圍：隧道于2019年5月貫通，2020年2月中旬發現哨房丫口隧道右幅K1本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟S001：通過監控量測隧道仰拱隆起變形范圍；步驟S002：根據隧道仰拱隆起變形范圍，利用受力分析和建立計算模型確定隧道仰拱隆起的塑性分布區；步驟S003：建立受力分析模板，分析和確定隧道仰拱隆起的原因；步驟S004：根據隧道仰拱隆起的原因得出處治方案。2.根據權利要求1所述的一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法，其特征在于，所述步驟S002中，通過圍巖臨界破壞點受力分析和建立有限元計算模型，確定隧道仰拱隆起的塑性分布區。3.根據權利要求2所述的一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法，其特征在于，所述步驟S002中，隧道圍巖力學性能由下式表示：τ＝f(σ)＝c+σtanφ式中：τ為剪切破壞面剪切應力；σ為法向應力；c為凝聚力；φ為內摩擦角。4.根據權利要求2或3所述的一種大跨度隧道仰拱隆起處治方法，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳俊武，郝建平，王明江，羅長江，趙虎強，惠衡，余趙剛，洪徐東，王輝，
申請(專利權)人：新疆北新巖土工程勘察設計有限公司，
類型：發明
國別省市：