全断面硬岩隧道掘进机隧洞钢拱架支护现场试验的力学性能及稳定性判断

作者：王利明; 李凤远; 张兵; 文斌; 杨光

来源：科学技术与工程, 2020, 20(34): 14223-14228.

• 钢拱架
• 现场监测
• 内力
• 稳定性
• 安全等级

针对北疆供水二期喀双(KS)隧洞工程,监测钢拱架内外翼缘应力并分析其分布特征和变化规律,基于材料力学计算钢拱架轴力和弯矩,建立钢拱架稳定性判断流程和安全等级。研究结果表明:钢拱架整体表现为受压状态,同一测点处内侧应力普遍大于外侧应力,钢拱架应力最大值为50.88 MPa,位于边墙内侧翼缘处。钢拱架轴力均为负值,表现为受压状态,最大值为-94.25 kN,位于边墙处。钢拱架弯矩自上而下逐步由负值变为正值,最大值为3.22 kN·m,位于拱肩处,稳定后除边墙外弯矩均为负值。另外,建立了钢拱架稳定性判断流程图,确定了其稳定性为安全、基本安全和不安全三个等级,并对KS隧洞钢拱架稳定性进行了判断。建议钢拱架安装完成后5 d内应加强观测,尤其确保拱顶和边墙处钢拱架结构完好。特殊地段可通过现场监测与稳定性判断,适时调整钢拱架间距、增设锚杆,确保隧洞支护结构安全,减少事故的发生。

• 单位
  中铁隧道股份有限公司; 中铁隧道局集团有限公司; 盾构及掘进技术国家重点实验室