土砂互层隧道大变形控制技术研究——以浩吉铁路阳城隧道为例

摘要

针对土砂互层隧道易出现大变形问题,以浩吉铁路阳城隧道为例,通过分析大变形原因、围岩预加固和逐榀换拱等方面,对大变形控制技术进行研究,最后以现场监测结果对大变形段的施工效果进行评价。研究结果表明:1)土砂互层地层围岩性质差,围岩强度不均导致应力集中、偏压以及施工针对性不足等是隧道大变形发生的主要原因。2)围岩压力和格栅钢架应力总体表现为前期波动变化、后期逐步趋于稳定的变化趋势,而喷射混凝土则表现为明显的迅速增长、增长放缓和逐渐稳定3个阶段。围岩压力和支护结构受力变化范围均处于安全状态。3)大变形段支护结构的材料性能未被充分利用。喷射混凝土的最大压应力为1523k Pa,为混凝土极限强度的6.3%;格栅钢架最大压应力值为24553 k Pa,是其极限强度的6.1%。4)对大变形段进行整治后的围岩压力为0~85 k Pa,喷射混凝土应力为-2400~420 k Pa,钢架应力为-33000~1600 k Pa,表明隧道结构处于稳定状态且具有较大的安全储备。隧道现场试验结果表明,本文提出的大变形控制技术对整治土砂互层隧道的大变形问题具有较大的可行性。