[发明专利]一种大跨度隧道仰拱隆起处治方法

说明书

本发明涉及建筑施工技术领域，具体公开了一种大跨度隧道仰拱隆起处治方法，包括以下步骤：步骤S001：通过监控量测隧道仰拱隆起变形范围；步骤S002：利用受力分析和建立计算模型确定隧道仰拱隆起的塑性分布区；步骤S003：建立受力分析模板，分析和确定隧道仰拱隆起的原因；步骤S004：根据隧道仰拱隆起的原因得出处治方案，全风化富水白垩系泥岩大跨度隧道仰拱隆起处治采用监控量测手段，建立受力分析模板，准确分析和确定了隧道隆起的原因，为处治隧道仰拱隆起提供可靠依据采用钢管桩固结地基，设置钢筋砼连梁将二衬与钢管桩形成静定结构，提高基底岩体承载能力，设置疏浚孔引排地下水，有效控制了仰拱隆起，保障了隧道长期运营安全。

技术领域

本申请涉及建筑施工技术领域，具体公开了一种大跨度隧道仰拱隆起处治方法。

背景技术

隧道底部(以下简称隧底)结构隆起造成仰拱、道床板开裂，致使轨道几何尺寸不稳定和无节律失格，影响列车运行舒适度甚至不得不降速运行，还可能引起隧底结构失稳并危及行车安全。隧底隆起是一个复杂的物理、力学过程，其与隧区地应力、围岩条件、岩层构造、地下水及其堵排方式、隧道开挖方法、支护结构型式及支护参数、施工质量等密切相关。

在水平层状的缓倾互层围岩体环境中，导致仰拱隆起的主要原因有以下几点：1)以水平构造应力为主导的极高地应力作用于隧底下伏薄至中厚缓倾互层围岩体；2)仰拱参数不满足工程所处的地质环境。3)在水平层状的缓倾互层围岩体环境中的隧底结构很容易受地下水的侵蚀，地下水压的增大致使隧底结构失稳，导致仰拱破坏。

现有的技术方法一般有三种：隧道底面施打超长地下锚杆、抗拔桩、注浆加固。这三种技术方法是以抵抗向上的地应力为出发点进行现场施工，在一定的时间内起到了防止仰拱隆起的效果，但是随着时间的积累，围岩应力慢慢释放导致仰拱下部竖直向上地应力增大，从而产生仰拱隆起破坏，长期使用存在安全隐患，因此，发明人有鉴于此，提供了一种大跨度隧道仰拱隆起处治方法，以便解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大跨度隧道仰拱隆起处治方法，以有效控制仰拱隆起、保障隧道长期运营安全。

为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种大跨度隧道仰拱隆起处治方法，包括以下步骤：

步骤S001：通过监控量测隧道仰拱隆起变形范围；

步骤S002：根据隧道仰拱隆起变形范围，利用受力分析和建立计算模型确定隧道仰拱隆起的塑性分布区；

步骤S003：建立受力分析模板，分析和确定隧道仰拱隆起的原因；

步骤S004：根据隧道仰拱隆起的原因得出处治方案。

进一步，所述步骤S002中，通过围岩临界破坏点受力分析和建立有限元计算模型，确定隧道仰拱隆起的塑性分布区。

进一步，所述步骤S002中，隧道围岩力学性能由下式表示：

τ＝f(σ)＝c+σtanφ

式中：τ为剪切破坏面剪切应力；

σ为法向应力；

c为凝聚力；

φ为内摩擦角。

进一步，所述步骤S003中，采用有限元分析软件进行建模,地层采用摩尔库伦本构模型进行模拟，得出数值分析二维计算模型、隧道变形分布图和塑性区分布图。

进一步，所述步骤S003中，分析隧道仰拱隆起的原因包括对隧道结构分析、隧道仰拱基底围岩分析、仰拱下地下水水头压力分析。

进一步，所述有限元分析软件为Midas，在步骤S002中，建立Midas计算模型。