軟弱破碎炭質板巖公路隧道施工全過程受力特征與控制技術研究

摘要：為了準確了解穿越炭質板巖隧道圍巖及初期支護的受力特性，選取了峨（眉）漢（源）高速金口河隧道的典型斷面進行測點布置，對隧道結構應力狀態進行監控分析，研究隧道施工過程中支護結構受力的變化規律及特征。結果表明：隧道錨桿軸力前期快速增長，拱腰、拱肩錨桿軸力穩定時間分別為18、34天，最大值分別為49.2、99.8 kN；圍巖接觸壓力整體均呈“增大—減小—再增大—穩定”的變化規律，大約56天達到穩定，但存在一定偏壓，呈現“上大下小”的分布特點；鋼拱架最大、最小軸力分別位于拱腰（40.47 kN）、拱頂（29.55 kN），最大、最小彎矩位于拱肩（4.61 kN·m）、拱腰（0.83 kN·m）。基于隧道施工受力特征，支護結構采取減小鋼拱架間距、增加錨桿長度、增加預留變形量等優化措施，有效地控制了圍巖大變形及偏壓荷載。

關鍵詞：公路隧道； 施工力學； 控制技術； 炭質板巖； 信息反饋

中國分類號：U455.49A

［定稿日期］2022-04-21

［作者簡介］周清學（1970—），男，本科，高級工程師，主要從事公路工程項目施工技術管理。

［通信作者］茍安迪（1999—），男，碩士，研究方向為隧道與地下工程設計理論。

0 引言

近年來，隨著我國西部地區交通基礎設施建設，隧道工程建設方案優先采用，且規模不斷擴大。但西部地區隧址區地質和水文條件復雜多變，特別是炭質板巖地層，隧道施工極易出現初期支護大變形、襯砌掉塊甚至坍塌、鋼拱架扭曲等災害，嚴重影響隧道工程穩定性，甚至危及施工人員的生命安全。

目前，不少學者已對炭質板巖隧道開展了一系列研究。其中，劉陽等［1］針對木寨嶺隧道的大變形問題，分析了炭質板巖大變形發生的影響因素，解釋了炭質板巖的塑變、板梁彎曲、剪切滑移、壓桿破壞等大變形機理。……