饱水黄土隧道变形规律研究.doc

第 24 卷增刊 岩 土 力 学 Vol.24 Supp. 2003 年 10 月 Rock and Soil Mechanics Oct. 2003 文章编号：1000－7598－(2003)增 2―0225―06 饱水黄土隧道变形规律研究 乔春生 1 ， 管振祥 2 ， 滕文彦 3 (1. 北方交通大学 土木建筑工程学院，北京 100044；2. 中铁十四局三处，山东 兖州 372000；3. 石家庄铁路工程职业技术学校，河北 石家庄 050041) 摘 要： 新松树湾隧道位于饱和的砂粘土中，土体的稳定性极差，施工难度较大。为此，在隧道施工期间，通过土工试验、 隧道收敛和围岩内部位移的现场监测、隧道变形的三维有限元仿真计算等手段，对该隧道的变形规律进行了系统研究，获得 了大量试验数据。研究成果对隧道的施工组织和支护参数的确定起到了重要作用，为此类隧道的施工积累了经验。 关 键 词： 饱和黄土隧道； 隧道变形； 现场监测； 三维有限元计算 中图分类号： TU 444 文献标识码： A A study on deformation of tunnel excavated in saturated loess QIAO Chun-sheng 1 , GUAN Zhen-xiang 2 , TENG Wen-yan 3 (1. School of Civil and Architecture Engineering, Northern Jiaotong University, Beijing 100044, China; 2. China Railway Shisi Bureau Group, No.3 Engineering Co. Ltd, Yanzhou 372000, China; 3. Shijiazhuang Institute of Railway Engineering, Shijiazhuang 050041, China) Abstract: The new songshuwan tunnel is excavated in saturated sandy clay which is weak and soft soil having low stability. In order to ensure safety of excavation, convergences of the tunnel and deformation of surrounding soil are examined by soil test and site monitoring as well as three-dimensional finite element analysis. Many significant conclusions are obtained from this study and some valuable advice for construction and support design of the new songshuwan tunnel is given. Experimental results can be used as a reference for future similar tunnel. Key words: saturated loess; deformation of tunnel; site monitoring; three-dimensional finite element method  1 引 言  弯曲变形现象[1]。该线上的羊马河隧道施工过程中发现开挖后围岩不能自稳，变形很大，曾发生过多  我国已经在土体中建成了多条隧道，包括铁路 次塌方事故[2]。可见，土质隧道采用新奥法施工时， 隧道、公路隧道、引水隧道等，施工中均遇到过很 会遇到初期支护收敛变形大，围岩难于稳定的问题， 多问题，施工的难易程度主要取决于土体的性质和 在设置二次衬砌后，还会出现衬砌开裂现象[3]。宝 地下水的分布。与岩体相比，土体强度低，变形大， 兰二线上的新松树湾隧道位于粘质黄土和砂粘土 自承能力小，工程性质差，受水的影响十分强烈， 中，前者具有二级自重湿陷性，后者表现为强崩解 一旦被水浸泡，达到饱和状态，其强度会明显降低， 性和弱膨胀性，饱和率达到了 93.4 %～100 %，与 工程性质发生很大变化。因此，在富含水土体中修 其它土质隧道相比，不仅含水量大，而且，土体具 建隧道的施工难度远远大于修建同类型的岩石隧 有强崩解性，遇水强度迅速降低，土体的稳定性极 道。如