冰碛层隧道的围岩工程特性及修建技术研究

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冰碛层隧道围岩开挖后极易出现掌子面涌水及洞身坍塌,威胁隧道施工安全;隧道通车后,基底易受列车动载作用产生过大沉降,威胁隧道运营安全。目前,国内外关于冰碛层隧道围岩的研究主要集中在本构模型及路用价值等方面,而隧道修建技术的研究几乎空白。随着川藏铁路建设工作的稳步推进,川藏线将大面积穿越山南、林芝、折多山、海螺沟及康定等冰碛层地质聚集区,针对冰碛层隧道围岩的工程特性及隧道修建技术的研究显得愈发重要。基于此,本文以拉林铁路藏噶隧道为依托工程,从冰碛层隧道围岩的物理特性、力学特性、围岩自稳性及亚分级和隧道支护及加固技术等4个方面展开研究,得到了以下几点结论:
  1.通过资料调研和室内试验的方法,分析了冰碛层隧道围岩的地质成因和不同海拔高度下天然含水率、含石量、密实程度和颗粒形状等4个物理参数的变化规律和取值范围。
  2.通过资料调研、室内试验和数值模拟的方法,得到了冰碛层隧道围岩抗剪强度随密实程度、含石量、含水率和颗粒形状的变化规律;结合依托工程围岩条件,得到了冰碛层隧道围岩累计塑性应变随含水率和动应力的变化规律。
  3.通过资料调研和数值模拟的方法,得到了以密实程度、含石量、含水率和颗粒形状为评价指标的冰碛层隧道围岩自稳性特征和自稳跨度,依据规范中自稳跨度与围岩级别的关系,提出了冰碛层隧道围岩亚分级方法。
  4.通过资料调研和数值模拟的方法,提出了冰碛层隧道超前支护措施、初期支护措施和基底加固范围,并将围岩亚分级方法和隧道支护及加固技术运用到依托工程,验证其安全性。
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