既有公路扩挖隧道初支、二衬受力特性研究

摘要

由于目前大部分隧道老龄化严重,交通量剧增,既有隧道扩挖改造已成时代主旋律,和开挖隧道不同,隧道扩挖改造目前研究甚少。本文依托黄山洞隧道、木鱼槽隧道、天柱山隧道改造工程,以木鱼槽隧道为主要研究对像,对既有公路扩挖隧道初支、二衬的受力特性进行研究,通过Midas GTS NX软件数值模拟和现场监控数据对比分析,得出了隧道结构最不利的位置往往在局部应力集中处;初支与二次衬砌接触压力表现为先增大,再突然减小,最后缓慢增加的过程;隧道左侧部分的接触压力普遍大于隧道右侧的接触压力,并且边墙处的接触压力大于拱腰处的接触压力大于拱顶处的接触压力。对比分析了计算荷载和实际荷载分别作用下的二衬弯矩和轴力,发现在实测荷载作用下,在右侧边墙和右侧拱腰处弯矩值较大,并且二衬的弯矩和轴力均小于计算荷载作用下二衬的弯矩和轴力,这说明规范中对于深埋Ⅲ级围岩的地层侧压力系数为0.15与实际隧道扩挖工程有较大的误差。