隧道洞口浅埋段大管棚受力分析

2012-12-19刘智勇陈炜韬

水电站设计 2012年1期

关键词：围岩

李毅，刘智勇，陈炜韬

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院交通分院，四川成都 610072)

1 前言

随着我国交通和隧道施工技术的发展，越来越多的隧道穿越软弱围岩破碎带。在这些围岩地质情况差的地段，特别是隧道洞口浅埋段，多采用注浆管棚作为超前支护措施，以防止土层坍塌和地表大量下沉。

管棚预加固技术，主要以梁理论、拱壳理论和弹性地基梁理论分析管棚的受力变形特征，这三种理论分析方法各有其优缺点[1]，因此实际运用中常借助有限元分析方法获得管棚的设计参数和受力状态[2，3]。本文以溪洛渡水电站交通工程某公路隧道洞口浅埋段管棚预加固为工程实例，通过有限差分法数值计算，研究掌子面开挖时不同位置管棚的内力、位移变化规律及围岩内塑性区变化规律。

2 工程概况及计算基础

2.1 工程概况

溪洛渡水电站交通工程某公路隧道进洞口段最小埋深为11m，围岩由坡积亚黏土，全﹑强风化炭质泥岩，弱风化炭质泥岩组成。岩层呈灰黑色，夹碎块，松散结构，属Ⅴ级围岩，洞顶易产生大规模坍塌，为此进行大管棚预支护。

本隧道采用台阶法施工，隧道拱部120°范围采用φ108大管棚进行超前预加固，管棚长L=32m，搭接长度3m，环向间距40cm。初期支护为喷锚型钢钢架支护，其中喷射C25混凝土厚度28cm；锚杆采用φ25中空注浆杆，L=4m，间距80cm×80cm，梅花形布置；型钢钢架采用I18工字钢，间距0.75m；φ8钢筋网，间距15cm×15cm。