發(fā)布時間：2018-11-28 18:07

【摘要】：結(jié)合正在修建的蘭新鐵路第二雙線LXS 7標存在極高地應力的大梁隧道,系統(tǒng)開展型鋼鋼架與格柵鋼架在高地應力軟巖隧道支護中適應性的現(xiàn)場對比試驗研究�，F(xiàn)場設置型鋼鋼架支護段與格柵鋼架支護段各20 m,通過現(xiàn)場試驗及三維數(shù)值仿真模擬,對施工過程中的圍巖位移、初支鋼架應力、圍巖 初期支護接觸壓力進行對比分析,結(jié)果表明:(1)在高地應力軟巖隧道支護中,型鋼鋼架對沉降及水平位移的約束作用較強,但支護后期變形呈現(xiàn)臺階式增長趨勢,支護設立2個月后仍無明顯收斂趨勢。相應地,支護結(jié)構承受了較大的圍巖壓力,試驗斷面圍巖 初期支護接觸壓力最大值為336 kPa,鋼架應力較大;二襯施作后圍巖變形仍在增加,對二襯結(jié)構會有一定影響。(2)格柵鋼架屬于柔性支護,初期支護設立一周后拱頂累計變形達350 mm,可較好地釋放高地應力區(qū)圍巖應力與變形,但支護內(nèi)力及變形急劇增加無法收斂。(3)為更好地控制圍巖變形,在格柵支護設立一周后增設工字鋼套拱作為后期剛性支護,圍巖變形曲線呈現(xiàn)明顯收斂趨勢,洞室變形穩(wěn)定至446 mm。斷面圍巖 初期支護接觸壓力實測最大值為190 kPa,有效地控制支護的變形與格柵應力。(4)試驗表明,現(xiàn)場采用"先柔后剛"的支護原則,即先架立格柵后加設套拱對高地應力軟巖隧道進行支護,可有效控制軟巖大變形及支護內(nèi)力,結(jié)構合理。經(jīng)濟性分析也表明,此支護形式具有較好的經(jīng)濟性,是一種可適用于高地應力軟巖隧道的支護結(jié)構。
[Abstract]:Combined with the large beam tunnel with extremely high ground stress in the second double track LXS No. 7 of Lanxin Railway under construction, the field comparative test study on the adaptability of steel frame and grid steel frame in the support of soft rock tunnel with high ground stress is carried out systematically. Through field test and 3D numerical simulation, the displacement of surrounding rock, the stress of initial support frame and the contact pressure of initial support of surrounding rock are compared and analyzed by field test and 3D numerical simulation. The results are as follows: (1) in the support of soft rock tunnel with high ground stress, the steel frame has a strong constraint on the settlement and horizontal displacement, but the deformation of the support is increasing step by step in the later stage, and there is no obvious convergence trend after the support is established for 2 months. Accordingly, the supporting structure bears a large surrounding rock pressure, and the maximum value of the initial supporting contact pressure of the test section is 336kPa, steel frame stress. The deformation of surrounding rock is still increasing after the second lining construction, which will have some influence on the second lining structure. (2) the grid steel frame belongs to flexible support, and the cumulative deformation of arch roof reaches 350 mm, after the initial support is set up one week later. The stress and deformation of surrounding rock in high stress zone can be well released, but the sharp increase of supporting force and deformation can not converge. (3) in order to better control the deformation of surrounding rock, after the grid support is set up one week later, the I-shaped steel sleeve arch is added as the later rigid support. The deformation curve of surrounding rock shows an obvious convergent trend, and the deformation of cavern is stable to 446 mm.. The measured maximum value of contact pressure in the initial support of cross-section surrounding rock is 190 kPa, to effectively control the deformation and grid stress of the support. (4) the experimental results show that the support principle of "first soft and then rigid" is adopted in the field. The structure of the soft rock tunnel with high ground stress can be controlled effectively and the internal force of the soft rock can be controlled effectively. The economic analysis also shows that this support form has better economy and is a kind of supporting structure suitable for soft rock tunnel with high ground stress.
【作者單位】： 北京交通大學土木建筑工程學院;中鐵二十局集團有限公司;
【基金】：中央高�；�本科研業(yè)務費專項資助項目(2011JBM274)
【分類號】：U456.3

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 曲海鋒;朱合華;黃成造;嚴宗雪;蔡永昌;丁文其;;隧道初期支護的鋼拱架與鋼格柵選擇研究[J];地下空間與工程學報;2007年02期

2 夏松林;呂學武;蔣美其;;鋼格柵噴混凝土支護下的軟巖控制效果分析[J];山西建筑;2007年22期

3 張繼奎;方俊波;;高地應力千枚巖大變形隧道支護參數(shù)試驗研究[J];鐵道工程學報;2005年05期

4 劉招偉;王明勝;方俊波;;高地應力大變形隧道支護系統(tǒng)的試驗研究[J];土木工程學報;2010年05期

5 張祉道;家竹箐隧道施工中支護大變形的整治[J];世界隧道;1997年01期

6 王建宇;胡元芳;劉志強;;高地應力軟弱圍巖隧道擠壓型變形和可讓性支護原理[J];現(xiàn)代隧道技術;2012年03期

7 尤春安;U型鋼可縮性支架的穩(wěn)定性分析[J];巖石力學與工程學報;2002年11期

8 劉志春;李文江;孫明磊;朱永全;;烏鞘嶺隧道F4斷層區(qū)段監(jiān)控量測綜合分析[J];巖石力學與工程學報;2006年07期

9 王中文;方建勤;夏才初;卞躍威;金磊;;考慮圍巖蠕變特性的隧道二襯合理支護時機確定方法[J];巖石力學與工程學報;2010年S1期

10 田洪銘;陳衛(wèi)忠;譚賢君;王輝;田田;;高地應力軟巖隧道合理支護方案研究[J];巖石力學與工程學報;2011年11期

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳洪凱;李明;;公路隧道健康診斷與控制綜述[J];重慶交通學院學報;2006年04期

2 何興國;韓國令;;白云隧道深埋高應力段施工技術[J];重慶建筑;2010年04期

3 帥建兵;;老東山隧道軟弱圍巖變形開裂控制技術研究[J];鐵道科學與工程學報;2012年01期

4 炊鵬飛;李輝;張宏剛;孫錦家;;玉希莫勒蓋隧道塌方分析及治理[J];水利與建筑工程學報;2010年06期

5 江玉生;江華;王金學;姜立輝;董志偉;;公路隧道Ⅴ級圍巖初支型鋼支架受力分布及動態(tài)變化研究[J];工程地質(zhì)學報;2012年03期

6 齊萬鵬;張德華;嚴競雄;史振宇;;軟弱千枚巖地層圍巖亞分級及支護方式研究[J];中國工程科學;2012年01期

7 林永貴;王恩瑩;;側(cè)壓力系數(shù)與地應力水平對軟弱圍巖隧道襯砌的力學行為分析[J];廣東建材;2007年11期

8 劉偉;公路隧道建設中應注意的幾個問題[J];公路;1999年09期

9 陳洪凱;李明;;公路隧道健康研究現(xiàn)狀與趨勢[J];公路;2005年12期

10 孫憲魁;蔣斌松;沈春儒;吳曉鎖;;賽果公路隧道監(jiān)控量測及圍巖穩(wěn)定性研究[J];公路交通科技(應用技術版);2010年08期

相關會議論文 前7條

1 倪建明;黃超;;基于結(jié)構補強方法的深井大斷面硐室支護技術研究[A];煤炭開采新理論與新技術——中國煤炭學會開采專業(yè)委員會2010年學術年會論文集[C];2010年

2 宋玉香;朱永全;劉志春;;烏鞘嶺隧道嶺脊段位移穩(wěn)定性模糊可靠度分析[A];第六屆全國地面巖石工程學術會議暨第二屆巖土力學與工程前沿論壇論文集[C];2007年

3 王樹森;;格柵拱架鋼構件集中加工廠加工研究[A];2012年中鐵隧道集團低碳環(huán)保優(yōu)質(zhì)工程修建技術專題交流會論文集[C];2012年

4 林達明;尚彥軍;陳明星;喬廣紅;王開洋;;雁門關隧道大變形突泥段地質(zhì)結(jié)構與力學分析[A];中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所2012年度（第12屆）學術論文匯編——工程地質(zhì)與水資源研究室[C];2013年

5 嚴紅;何富連;徐騰飛;蔣紅軍;高升;;高應力大斷面煤巷錨桿索桁架系統(tǒng)試驗研究[A];第3屆全國工程安全與防護學術會議論文集[C];2012年

6 劉志強;宋冶;胡元芳;;隧道擠壓型變形與支護特性研究[A];《巖土力學》vol.34 增刊1 2013[C];2013年

7 胡元芳;王建宇;宋冶;劉志強;;蘭渝線木寨嶺隧道高地應力軟巖擠壓大變形預測及控制[A];第十二屆海峽兩岸隧道與地下工程學術與技術研討會論文集[C];2013年

相關博士學位論文 前10條

1 劉欽;炭質(zhì)頁巖隧道軟弱破碎圍巖大變形機理與控制對策及其應用研究[D];山東大學;2011年

2 趙寶云;巖石拉、壓蠕變特性研究及其在地下大空間洞室施工控制中的應用[D];重慶大學;2011年

3 高延良;東營市地質(zhì)生態(tài)環(huán)境評價與可持續(xù)發(fā)展研究[D];天津大學;2011年

4 劉小軍;淺變質(zhì)碎裂圍巖蠕變特性研究及其在隧道洞口工程中的應用[D];重慶大學;2011年

5 吳夢軍;大跨扁平連拱隧道施工時空效應與二次襯砌最佳支護時機研究[D];重慶大學;2011年

6 康欽容;緩斜煤層群采動影響下底板軟巖巷道圍巖穩(wěn)定性控制[D];重慶大學;2011年

7 蘇生瑞;斷裂構造對地應力場的影響及其工程意義[D];成都理工學院;2001年

8 何鋒;三峽引水工程秦巴段深埋長隧洞開挖地質(zhì)災害研究[D];中國地質(zhì)科學院;2005年

9 李金鎖;南水北調(diào)西線麻爾曲—阿柯河特長深埋隧道巖爆災害預測及其對工程的影響[D];中國地質(zhì)科學院;2006年

10 李光慧;通海隧道區(qū)域構造發(fā)育規(guī)律及其發(fā)震機理研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2007年

相關碩士學位論文 前10條

1 陳千;高家梁煤礦巷道加固與數(shù)值模擬研究[D];遼寧工程技術大學;2009年

2 邱浩浩;鐵路隧道CRD法施工引起的地表變形及其監(jiān)控量測研究[D];長沙理工大學;2010年

3 王樂明;鋼纖維混凝土韌性特征及其支護力學行為研究[D];西南交通大學;2011年

4 朱成豪;復雜條件下高速公路隧道施工期洞周位移控制基準研究[D];西南交通大學;2011年

5 周藝;隧道掌子面穩(wěn)定性分析及其控制技術研究[D];西南交通大學;2010年

6 蘭富安;銅鑼山隧道豎井淺埋段信息化施工技術研究[D];西南交通大學;2011年

7 梁偉;密實性黃土隧道施工開挖穩(wěn)定性的分析研究[D];西南交通大學;2011年

8 郭少俠;鋼纖維噴射混凝土隧道初期支護及經(jīng)濟效益研究[D];西南交通大學;2011年

9 倪昊;蘆嶺煤礦深部大斷面巷道U型棚支護機理與數(shù)值模擬研究[D];安徽理工大學;2011年

10 蔡偉;小凈距隧道施工圍巖—結(jié)構相互作用的有限元分析[D];重慶交通大學;2011年

【二級參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 謝鋒;蔣樹屏;李建軍;;蠕變圍巖隧道二次襯砌支護時間的研究[J];地下空間與工程學報;2006年05期

2 李曉紅,康勇,顧義磊,唐伯明,楊君,胡世斌;監(jiān)控量測技術在通渝隧道出口段中的應用[J];重慶大學學報(自然科學版);2003年09期

3 何滿潮,景海河,孫曉明;軟巖工程地質(zhì)力學研究進展[J];工程地質(zhì)學報;2000年01期

4 李永林;二郎山隧道在高地應力條件下大變形破壞機理的研究及治理原則[J];公路;2000年12期

5 張磊,楊鼎宜;輕質(zhì)泡沫混凝土的研究及應用現(xiàn)狀1[J];混凝土;2005年08期

6 ;Numerical simulation of dynamic response of operating metro tunnel induced by ground explosion[J];Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering;2010年04期

7 吳和平;陳建宏;張濤;趙國彥;;高應力軟巖巷道變形破壞機理與控制對策研究[J];金屬礦山;2007年09期

8 吳克紹;高地應力大斷層中用錨噴網(wǎng)鋼支架復合支護[J];江蘇煤炭;1998年04期

9 鄭楠;地基處理加固工程實例及體會[J];山西建筑;2004年20期

10 張玉國,謝康和,莊迎春,王哲,何富連;大埋深軟巖巷道錨網(wǎng)索支護機理研究[J];科技通報;2005年02期

相關博士學位論文 前1條

1 于洪丹;Boom Clay滲流—應力耦合長期力學特性研究[D];中國科學院研究生院（武漢巖土力學研究所）;2010年

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李樹軍;;高地應力大變形隧道變形特性及工程應對措施分析[J];水利與建筑工程學報;2009年03期

2 王水善;;堡鎮(zhèn)隧道軟巖高地應力地層大變形控制關鍵技術[J];隧道建設;2009年02期

3 胡文濤;;極高地應力軟巖擠壓變形特征及支護結(jié)構工作性態(tài)分析[J];國防交通工程與技術;2012年04期

4 劉高,諶文武,韓文峰,彭恒逸;黃河黑山峽小觀音壩址高地應力問題探討[J];蘭州大學學報;2001年03期

5 張群健;;監(jiān)測技術在堡鎮(zhèn)隧道極高地應力段施工的應用[J];鐵道建筑;2007年12期

6 張旭;;堡鎮(zhèn)隧道高地應力軟巖大變形地段施工技術要點及體會[J];山東交通科技;2008年01期

7 韓星俊;;高地應力軟巖隧道圍巖加固圈合理厚度分析[J];鐵道建筑;2008年08期

8 許延波;;高地應力地區(qū)大斷面隧洞快速掘進施工[J];水利水電施工;2012年04期

9 張群健;;監(jiān)測技術在堡鎮(zhèn)隧道極高地應力段施工的應用[J];隧道建設;2008年02期

10 段少國;;高地應力下TBM轉(zhuǎn)渣系統(tǒng)及其施工技術研究[J];鐵道建筑;2009年02期

相關會議論文 前9條

1 吳成剛;何川;李訊;張峰;;高地應力下隧道結(jié)構力學的模型試驗研究[A];中國土木工程學會第十三屆年會暨隧道及地下工程分會第十五屆年會論文集[C];2008年

2 祁生文;伍法權;;高地應力地區(qū)河谷應力場特征[A];中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所第11屆（2011年度）學術年會論文集(中)[C];2012年

3 吳江敏;;高地應力條件下隧道合理洞軸方位及斷面形狀的研究[A];中國土木工程學會隧道及地下工程學會第八屆年會論文集[C];1994年

4 段汝健;胡香偉;;高地應力地區(qū)地下洞室施工的幾個問題探討[A];南方十三省（區(qū)、市）水力發(fā)電學會秘書長會議論文集[C];2010年

5 郭宏海;;硬巖高地應力下的巖爆處理施工[A];中國爆破新技術Ⅱ[C];2008年

6 張丕界;張旭東;王更峰;;高地應力層狀圍巖隧道大變形控制工程試驗研究[A];中國土木工程學會第十五屆年會暨隧道及地下工程分會第十七屆年會論文集[C];2012年

7 張春生;;高地應力地區(qū)大型水電工程中的巖體分區(qū)破裂問題及思考[A];新觀點新學說學術沙龍文集21：深部巖石工程圍巖分區(qū)破裂化效應[C];2008年

8 韓常領;;川藏公路二郎山隧道工程勘察設計[A];第一屆全國公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集公路設計與施工卷[C];2002年

9 楊天俊;;拉西瓦水電站地下硐室?guī)r爆現(xiàn)象典型實例分析[A];西北五省（區(qū)）水電學會聯(lián)系網(wǎng)第20次會議論文集[C];2005年

相關重要報紙文章 前3條

1 龔渝新 蒲森 李國松 何志平;科技攻關創(chuàng)奇跡[N];人民鐵道;2008年

2 黃寰 徐治國;加強研究，遏制中國西部地災[N];地質(zhì)勘查導報;2007年

3 記者 陸華　通訊員 何增旺;我國高速鐵路第一長隧道破土動工[N];人民鐵道;2010年

相關博士學位論文 前2條

1 陳景濤;高地應力下硬巖本構模型的研究與應用[D];中國科學院研究生院（武漢巖土力學研究所）;2006年

2 陳志敏;高地應力軟巖隧道圍巖壓力研究和圍巖與支護結(jié)構相互作用機理分析[D];蘭州交通大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 徐大華;高地應力破碎圍巖大變形控制技術研究[D];石家莊鐵道大學;2013年

2 賈慶穩(wěn);高地應力下山嶺隧道的地震破壞分析[D];大連理工大學;2011年

3 肖海波;高地應力區(qū)域TBM組裝洞室圍巖穩(wěn)定性分析與錨桿參數(shù)優(yōu)化[D];西南交通大學;2010年

4 劉俊鵬;峽口隧道軟巖高地應力大變形施工技術研究[D];石家莊鐵道大學;2013年

5 鄧成語;高地應力炭質(zhì)千枚巖隧道支護及襯砌結(jié)構形式研究[D];石家莊鐵道大學;2014年

6 王樹洪;高地應力高外水壓隧洞圍巖穩(wěn)定和支護結(jié)構研究及應用[D];河海大學;2004年

7 嚴駿;強震后都汶路特殊高地應力現(xiàn)象與隧道巖爆防治研究[D];成都理工大學;2012年

8 田智慧;高地應力軟巖隧道施工技術的研究[D];石家莊鐵道大學;2014年

9 鄢建華;高地應力圍巖擠壓性大變形分析及數(shù)值模擬[D];南京水利科學研究院;2004年

10 王漢鵬;高地應力非均質(zhì)軟巖洞室群穩(wěn)定性分析與控制研究[D];山東科技大學;2004年

，

本文編號：2363816