礦山法隧道初期支護的受力特征分析及安全系數計算

鄧 君

(中鐵十一局集團第五工程有限公司,重慶 400000)

0 引言

新型技術的應用為隧道建設提供了技術支持,促進了隧道施工工藝的革新。對礦山法施工的鐵路隧道而言,需待初期支護與圍巖變形達到穩定之后方可施作二襯。從理論上來說,二襯僅作為安全儲備,初期支護在施作二襯前應承擔全部的圍巖作用,在此情況下設計的初期支護強度是否滿足承載要求需要進行相應的檢算。隧道的支護體系是保證隧道安全施工、運營及后期維護的關鍵要素,已成為學者的研究重點。陳建勛等[1]詳細介紹了基于收斂-約束法的隧道初支設計步驟,分析了其存在的主要弊端。張素敏等[2]通過有限元分析計算手段分析了不同埋深、圍巖等級下圍巖受力特征曲線。陳峰賓等[3]利用現場實際測量數據,分析了圍巖和初支結構的穩定情況。蘇永華等[4]通過并聯模型計算出復合式支護結構的內力分布特征曲線。張德華[5]等研究了型鋼鋼架和格柵鋼架的支護原理,提出了一種新型的適用于圍巖大變形的支護方式。劉士海[6]探討了型鋼鋼架和格柵鋼架的受力特點。王睿等[7]基于松動圈理論分析了隧道初期支護的時機。劇仲林[8]利用直接彈性抗力法簡化了支護受力的計算。趙晨陽等[9]基于數值模擬計算模擬了大變形風險隧道的初支內力分布。莊一舟等[10]基于室內試驗測量總結了初支鋼拱架初期的承載力學特性。

考慮到在襯砌施作前圍巖和初期支護共同承受全部或主要的圍巖壓力,設計的初期支護強度必須滿足承載要求。……