富水大断面软岩隧道支护结构受力性能试验

作者：刘瑞斌

来源：土木工程与管理学报, 2019, 36(05): 123-136.

DOI：10.13579/j.cnki.2095-0985.2019.05.018

• 隧道
• 富水地层
• 支护结构
• 受力特征
• 现场试验

富水大断面软岩隧道施工具有很大的风险,其支护结构荷载与安全一直是学术界、工程界关注的关键科学问题。以石太客运专线石板山隧道为依托,采用现场试验和三维有限元模拟相结合的方法,研究富水环境下Ⅳ级、Ⅴ级围岩隧道初期支护围岩压力、钢拱架受力、二次衬砌背后水压和接触压力分布特征。研究表明:富水大断面软岩地层隧道围岩压力分布不均匀,传统的普氏理论、泰沙基理论、谢家烋公式、比尔鲍曼公式、铁路隧道设计规范计算公式均不适用于富水环境隧道。现场实测支护承受的水压、接触压力均明显不对称,拱脚和墙脚成为关键安全控制部位,建议加强该部位参数和非对称支护设计。富水软岩环境下隧道钢拱架架设后能够立即承载,是控制富水软岩隧道稳定性的有效手段。