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反压回填法在隧道明洞偏压处治工程中的应用

2021-12-28吴桐,张双

黑龙江大学工程学报 2021年4期
关键词:有限元模型

吴 桐,张 双

(1.黑龙江大学 建筑工程学院,哈尔滨 150080; 2.辽宁省交通规划设计院有限责任公司,沈阳 110166)

0 引 言

随着我国交通运输工程技术的不断发展和更新,在跨越海峡、河流、山岭工程中,隧道结构以其成熟的施工技术,超长的贯通能力而被广泛采用,其结构设计、施工、养护技术也得到突飞猛进的发展[1-2]。在隧道服役过程中,部分工程病害逐渐显现,这些病害影响结构的耐久性和安全性[3-4]。

隧道偏压现象是指隧道段两侧承受不均匀荷载而使衬砌结构的变形和内力出现不对称的现象[5-6]。在隧道进出口的明洞段,由于明洞一侧是浅埋回填,另一侧为山体,这种偏压地形使明洞常受到偏压荷载作用[7-8]。

本文结合辽宁省高速公路某隧道明洞段偏压病害情况,对病害的成因进行了详细分析。根据病害情况选用反压回填法作为处治方法,并通过Midas-GTS有限元分析模型验证了该方法的可行性和有效性。

1 隧道病害情况

1.1 隧道概况

某双洞分离式隧道位于辽宁省东南部丘陵地区,长度为1 400 m,断面净宽为10.75 m;一般断面形式为三心圆拱形曲墙式,洞门为削竹式,施工方法为“新奥法”。隧道入口侧明洞段处于偏压地形上,明洞左侧为回填土,填土坡度为1∶1.3~1∶1.4,明洞右侧为山体,山体高度为40~50 m,坡度为1∶2~1∶2.5,明洞段长度为71 m。

1.2 病害情况

2015年9月中旬,工程日常养护时,发现距隧道入口侧50 m、60 m处施工缝位置,衬砌拱顶及两腰有施工缝开裂及变形错台迹象,见图1(a)、图1(b);入口明洞段右侧拱腰存在大量纵向裂缝,见图1(c)。……

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