李 健,谭忠盛,喻 渝,倪鲁肃

(1.北京交通大学土木建筑学院,北京 100044;2.铁道第二勘测设计院,成都 610031)

1 前言

浅埋软弱地层中的隧道开挖,因围岩的自稳能力差,需要进行超前预支护或预加固处理。管棚工法作为浅埋暗挖隧道施工中的一种重要的辅助工法,在避免因围岩过度松弛造成的局部失稳坍塌、有效地限制地表沉陷、防止隧道塌方等方面发挥着重要作用,特别在下穿既有结构物的隧道及地下工程施工中,该工法更是主要的辅助工法之一,所以被广泛应用于隧道及地下工程中[1～5]。

管棚工法多用于城市地铁下穿既有建筑物等工程中,在黄土隧道中应用较少,长大管棚在黄土隧道施工期间的受力机制值得研究。分析既有研究成果,管棚力学机制的分析方式主要有两类。a.数值分析:在实际工程中,常采用数值方法模拟管棚的超前支护效果[6～9],数值模型一般采用等效方法,将管棚的弹性模量折算给被加固地层,通过提高土体参数来模拟管棚的加固作用。b.结构力学分析:在管棚受力机制研究方面,目前常用的方法是,将管棚看作以下3种结构模型:简单的梁模型[10]、简单模式弹性地基梁模型[5]、刚性固定端Winkler弹性地基梁模型[9～15]。

对郑西客运专线阌乡隧道试验段单层大管棚变形进行施工期动态监测,在分析监测数据的基础上建立管棚的数值计算模型,全面分析开挖过程中管棚各段的受力过程,通过现场监测手段深入研究超前大管棚在大跨浅埋黄土隧道施工过程中的受力机制,后采用FLAC3D软件验证管棚作用机制的分析结论,为阌乡隧道下穿优化施工方案提供理论依据,保证隧道成功下穿。……