靖神鐵路橫山隧道為黃土地區(qū)淺埋單線鐵路隧道,圍巖自穩(wěn)性很差,地質(zhì)條件極為復(fù)雜,隧道暗挖段洞身穿越巖土分界地層。本文以橫山隧道為工程背景,運用FLAC3D的interface單元,通過數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗研究隧道洞身穿越巖土分界的變形和受力規(guī)律,確定施工變形控制措施。研究結(jié)果表明:超前小導(dǎo)管、兩臺階法+臨時橫撐+擴大拱腳+掌子面加固施工方法可有效控制圍巖變形,保證隧道安全施工。進一步分析了超前支護和初支控制變形的作用,超前小導(dǎo)管起到了限制圍巖變形的作用。掌子面全為黃土時圍巖變形量、支護受力明顯較大,應(yīng)確保加強拱腳與墻腳支護,并及時施作仰拱,超前支護采取雙層超前小導(dǎo)管,而當隧道穿越巖土分界線時,應(yīng)當尤其注意加強拱腳支護。FLAC3D的interface單元可較好地模擬隧道穿越巖土分界線時圍巖及支護的受力變形狀況,計算分析和現(xiàn)場實測都表明:地表沉降、拱頂下沉和洞周位移均小于15 mm,控制隧道地表沉降及圍巖變形效果較好,保證了隧道安全穩(wěn)定。

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【部分圖文】：

圖1 隧道暗挖段地質(zhì)概況圖

隧道洞身穿越巖土分界線橫斷面及地質(zhì)概況如圖1所示。橫山隧道暗挖段主要采用超前小導(dǎo)管、兩臺階法+臨時橫撐+擴大拱腳+掌子面加固施工方法。

圖2 現(xiàn)場施工照片

現(xiàn)場施工情況如圖2所示。2隧道變形受力特征分析

圖3 計算模型

為更好地對隧道穿越巖土分界線進行數(shù)值模擬，采用Flac3D的接觸面單元(interface)模擬巖土地層間相互滑移和剝離作用，并與單純設(shè)置兩種不同參數(shù)地層的工況及監(jiān)測情況進行對比分析。2.2計算參數(shù)

圖4 初支最小主應(yīng)力云圖

各工況初支最小主應(yīng)力云圖如圖4所示。圖4初支最小主應(yīng)力云圖

本文編號：4028792