公路隧道Ⅴ级围岩初支型钢支架受力分布及动态变化研究.pdf

JournalofEngineeringGeology 工程地质学报 10O4—9665／2O12／20(3)一0453-06 公路隧道 V级 围岩初支型钢支架受力分布及动态变 化研究水 江玉生① 江 华①② 王金学③ 姜立辉④ 董志伟③ (①中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院 北京 100083) (②深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 北京 100083) (③承德市公路工程管理处 承德 067020) (④河北省承德承秦高速公路管理处 承德 067020) 摘 要 随着隧道施工地层条件的复杂化 ，型钢支架与锚喷网联合支护体系已被广泛应用于围岩较差的隧道初期支护。型 钢支架是初支的主要受力结构，其受力分布及其动态变化是支护体系稳定的关键控制因素之一 ，隧道顶部、拱腰及仰拱连接 处型钢支架受力变化能有效地反应围岩压力的变化情况。针对V级围岩隧道开挖后复杂的应力状况 ，采用围岩变形控制理 论作为隧道施工的安全控制标准。通过对河北省道京承线滦平过境路棒槌沟隧道初支型钢支架受力的监测与分析，基于大 量监测数据对监测断面型钢支架受力分布动态变化状况展开研究。结果表明：(1)隧道偏压现象严重，应根据受力分布规律， 及时优化支护参数 ；(2)隧道掌子面与监测断面距离为0—4m时，型钢支架压力增加显著，是隧道施工中加强支架控制的关 键时段 ；(3)型钢支架连接处及拱脚位置受力较大，设计时应合理调整各段型钢支架的长度及连接位置，确保连接处的刚度。 研究结果对指导施工及反馈隧道设计具有重要理论与实际意义，也为类似研究提供参考。 关键词 公路隧道 V级围岩 型钢支架 受力分布 动态变化 中图分类号：U451．2 文献标识码：A PRESSURE DISTIUBUTIoN AND ITS VARYING CHARACTEIUSTICS oF STEEL IUB SUPPoRT IN GRADE V SURRoUNDING RoCK oF RoAD TUNNEL JIANG Yusheng~ JIANGHua①② WANGJinxue~ JIANG Lihui④ DONG Zhiwei③ (O)SchoolofMechanicsandCivilEngineering，ChinaUniversityofMiningand Technology，Beijing 100083) (~StateKeyLaboratoryforGeoMechanicsandDeepUnderground Engineering，Bejiing 100083) ((~ChengdeRoadConstructionAdministrationOff~e，Chengde 067020) ((~Cheng-QinHighwayAdminsitrationDepartment，HebeiProvince 067020) Abstract Morecomplicatedgeologicalconditionscanbeencounteredintunnelconstruction．Flexiblesupportsys— tem composingofanchom，sprayedconcreteandsteelribsiswidelyemployedinroadtunnelswithpoorsurrounding rockconditionssuchasthegradeVsurroundingrock．Thesteelribistheskeletonandhtemainbearingstructureof theflexiblesupportsystem．Itspressuredistributionstateisoneofhtekeyfactorsforcontrollingthestabilityoftern— porarysupportsysteminadvance．ThepressurevaryingcharacteristicsbetweenthejointareasofsteelribsandsaY- 收稿 日期：2011—10—20；收到修改稿 日期：2012—02—25． 第一作者简介：江玉生，主要从事隧道及城市地下工程方面的研究工作．Email：yusheng．jiang@263．net JournalofEngineeringGeology 工程地质学报 2012 roundingrockcangreatlyreflectthesurroundingrockstate．