滑坡-隧道相互作用分析及控制对策

来源 :中国铁道科学研究院 | 被引量 : 4次 | 上传用户:kaji2009
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近年来,我国铁路和公路不断向西部山区延伸,线路以各种方式穿越滑坡等不良地质体难以避免,不良地质体对铁路、公路危害极大,影响深远。其中,隧道与不良地质体的相互作用机理极其复杂,工程难题众多。本文从近年来所遭遇的隧道穿越滑坡体的突出问题出发,通过现场调查、理论分析、数值模拟、原位监测和工程验证等手段,开展了滑坡-隧道相互作用下隧道的破坏模式、作用机理及控制技术的研究,取得了以下成果:(1)滑坡-隧道相互作用下隧道的破坏模式从滑坡发育过程和破坏特征入手,结合隧道穿越滑坡体的部位,提出了具有代表性的滑坡-隧道相互作用下6种隧道破坏模式,即:牵引段-隧道纵向拉裂破坏、滑面(带)-隧道横向剪切破坏、滑面(带)-隧道纵向剪切破坏、滑坡侧界-隧道横向错断破坏、薄滑体-隧道纵向挤压破坏和滑体下部-隧道拖曳破坏。通过典型案例的剖析,揭示了各种破坏模式的特点。(2)滑坡-隧道相互作用的机理针对滑坡侧界-隧道横向错断破坏、滑面(带)-隧道纵向剪切破坏、牵引段-隧道纵向拉裂破坏3种破坏模式,选取西北地区某铁路隧道、广乐高速公路大源1号隧道和西南地区某高速公路隧道,基于滑坡变形破坏特征和隧道变形破坏特征,建立了隧道与滑坡的相互作用模型,从时间分布和空间分布上揭示了滑坡-隧道相互作用的机理。研究表明,隧道穿越滑坡体,滑坡变形直接造成隧道的变形破坏,隧道的开挖可能引起或加剧滑坡的变形发展。不同的滑坡作用模式下隧道的衬砌结构呈现出拉伸、剪切和挤压等不同的变形破坏特征,隧道的变形破坏特征在时间分布和空间分布上与滑坡的变形特征具有一致性。(3)滑坡-隧道相互作用的控制技术基于滑坡-隧道相互作用破坏模式和作用机理,提出了稳定滑坡基础上的隧道变形控制原则和技术。为了限制局部变形和受力,避免隧道承担和传递滑坡推力,同时达到抑制地下水的目的,在稳定滑坡的基础上,采用洞顶钢花管控制注浆技术对滑坡-隧道相互作用影响范围进行加固。通过实际工程应用,验证了其加固效果并解决了实际工程难题。
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