發(fā)布時間:2011-12-17 閱讀次數(shù):2553
秦嶺特長隧道修建技術(shù)-高地應(yīng)力對襯砌結(jié)構(gòu)的影響
主要完成單位:中國鐵道科學(xué)研究院西南分院(現(xiàn)為中鐵西南科學(xué)研究院)
鐵道部第一勘測設(shè)計院
中國鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所
西南交通大學(xué)
北方交通大學(xué)
中鐵隧道工程局
中鐵第一工程局
起 止 日 期 :1995年5月~1999年12月
鑒定證書編號:鐵道部技鑒字[2000]第035號
該成果包括以下七個方面的內(nèi)容:
1. 提出了高地應(yīng)力地區(qū)鐵路隧道圍巖分級標(biāo)準(zhǔn);
2. 提出了高地應(yīng)力地區(qū)隧道軸線方向選擇的計算原則,理論研究表明高地應(yīng)力地區(qū)隧道軸線方向應(yīng)符合如下公式:
a=1/2arcCOS((s1+s3-2svB/H)/(s1-s3))
式中,a為隧道軸線與最大主應(yīng)力方向之夾角
a1為最大主應(yīng)力,a3為最小主應(yīng)力,aV為垂直應(yīng)力,
B為隧道寬度,H為隧道高度。
當(dāng):(a1+a3-2aVB/H)/(a1-a3)<0時,a=90°,
(a1+a3-2aVB/H)/(a1-a3)>0時,a=0°。
3. 提出了高地應(yīng)力地區(qū)隧道斷面選擇的三條原則:
(1) 當(dāng)斷面的寬高比等于側(cè)壓力系數(shù)時,可使圍巖應(yīng)力場達到最佳應(yīng)力狀態(tài);
(2) 在斷面不連續(xù)處有較大的應(yīng)力集中,可能使圍巖產(chǎn)生局部破壞。因此在斷面設(shè)計時應(yīng)盡量避免斷面突變點;
(3) 當(dāng)側(cè)壓力系數(shù)為0.42≤λ≤2時現(xiàn)行的鐵路隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面襯砌都處于壓應(yīng)力場中,雖然從受力條件來看不如橢圓形斷面,但可大大節(jié)省工程數(shù)量和工程造價。當(dāng)λ>2時應(yīng)進行特殊設(shè)計。
4. 提出了高地應(yīng)力地區(qū)支護設(shè)計和施工措施。針對高地應(yīng)力地區(qū)隧道有硬巖巖爆和軟巖大變形兩種不同的破壞形式,提出了針對巖爆和大變形兩種條件下的支護設(shè)計原則和工程措施。
5. 提出了高地應(yīng)力地區(qū)支護襯砌設(shè)計流程。
6. 提出了秦嶺隧道高地應(yīng)力破壞特征、二次應(yīng)力特征、巖爆發(fā)生臨界深度。
7. 提出了秦嶺隧道高地應(yīng)力地段襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)和對Ⅱ線隧道斷面的優(yōu)化方案。