复合岩层大直径越江盾构隧道管片施工裂损特征及影响因素分析

作者：龚琛杰; 阳军生; 傅金阳^*

来源：现代隧道技术, 2020, 57(05): 30-42.

DOI：10.13807/j.cnki.mtt.2020.05.004

• 越江盾构隧道
• 复合岩层
• 管片开裂
• 施工阶段
• 掘进参数
• 裂损因素

在复合岩层中进行盾构隧道施工,极易发生管片裂损病害,对隧道结构的正常使用和长期安全影响显著。文章以某大直径越江盾构隧道为背景,开展了施工阶段管片开裂破损情况现场调查,总结归纳了典型管片裂损模式及分布规律。选取全断面强风化砾岩、全断面中风化砾岩和强—中风化砾岩复合岩层3种典型岩层区间,基于调查结果和盾构掘进参数的挖掘分析,揭示了复合地层条件和掘进速度等7种关键施工参数对管片裂损的影响机制。研究结果表明:盾构隧道管片裂损包含纵缝破损、环缝破损、边角破损、螺栓孔破损、管片本体裂纹和环间错台。接缝破损占比最大,破损位置集中于拱顶及左右45°范围;接缝端面不平整和偏心顶力/拼装力作用下,局部应力集中导致的接缝破损机制为拉压开裂;岩层条件与管片开裂呈现负相关性,围岩级别较好时管片不易开裂,软硬不均复合岩层相较于均一岩层,管片易开裂;掘进速度过快、总推力过大、同步注浆量偏小以及参数的离散性,是导致管片裂损发生率提高的主要因素。选取合适的刀盘扭矩值并保持其稳定,可以减小管片裂损频率。

• 单位
  高速铁路建造技术国家工程实验室; 中南大学; 土木工程学院