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DOI:10.7672/sgjs2014180078
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
2014年9月下第43卷第18期
浅埋偏压隧道的二衬开裂机理及治理措施研究
贾东彦，余莉孙洋
（中国地质大学（武汉）工程学院，湖北武汉430074）
【摘要】隧道二衬开裂使隧道的稳定性和安全运营受到威胁，对其力学机理及治理措施的研究具有重要意义。为此，引人某浅埋偏压隧道为研究对象，首先进行现场调查开裂情况，发现其进口右润（远离山体侧)左侧拱项有十几米的纵向开裂。根据该隧道的真实情况建立离散元模型，进行计算分析，得出以下结果：隧道左、右润拱项受到来自左侧的地形和岩层结构偏压，其右洞的偏压应力超过二衬的承载能力而发生破坏。在此基础上，提出隧道二衬开裂的处理措施为拱、墙局部裂损部位的治理。
【关键词］隧道工程；二衬；裂缝；离散元模拟；处理措施
【中图分类号］U45
【文献标识码］A
[文章编号】1002-8498(2014)18-0078-04
Research of the Second Lining Cracking Mechanismand
ControlMeasuresforaShallowBiasTunnel
JiaDongyan,Yu Li,SunYang
(Faculty of Engineering,China Unirersity of Geosciences, Wuhan,Hubei430074,China)
Abstract:The tunnel second lining cracking threatens the tunnel stability and safety of the operation, so the study of its mechanical mechanism and control measures has a great significance. For this purpose, taking a shallow bias tunnel as research object, all on-site investigation cracking situation is investigated to find dozens of meters of longitudinal crack on the left side of the dome for the import right hole (away from the side of the mountain). Discrete element model is set up according to the real situation of the channel, and then the calculation and analysis is done to obtain the following results : bias compression of the tunnel vault around hole comes from the left side of the terrain and rock structure, the right hole bias stress exceed the bearing capacity of the second lining ,so the damage has happened. On this basis, the measures for the arch tunnel second lining cracking is the crack treatment of partial walls and arches. Key words:tunnels; second lining; cracks; discrete element simulation; treatment measures
0引言
山岭隧道由于其特殊的地形与岩层产状，往往在洞口施工段可能存在偏压。偏压段在开挖过程中，由于一侧受到较大的压应力，而另一侧又受到较大的拉应力，可能导致隧道初衬大变形、二衬开裂、塌方及渗漏水等问题。在对某高速公路上48条隧道为期十多天的二衬开裂调查中，发现了一个普遍的现象，就是软岩浅埋偏压隧道的先行洞的洞口段较容易发生纵向二衬开裂，为了更好地防治该高速公路隧道的二衬开裂回题，对其开裂的机理及防治措施的研究具有重要意义。
*国家自然科学基金项目（41202201）：大断裂区超深埋特长隧道关键技术研究与应用（2011056080）
【作者简介］贾东彦，硕士研究生，E-mail:632904326@qq.com【收稿日期］2013-12-15
国内外的学者对隧道的二衬开裂也做了一些研究，Asakura和Kojima]描述了衬砌的变形机理：苏生[2]对公路隧道二次衬砌开裂机理与抗裂性试验进行了研究：陈振河到运用断裂力学原理对隧道二衬开裂机理进行了研究：主瑞峰14运用ANSYS软件对连拱隧道二衬结构受力进行了优化设计；张永兴、阳军生等[5]对某浅埋偏压连拱隧道二衬开裂原因进行分析，说明先开挖靠山内侧的隧道有利于防止二衬开裂：张连成、闫小波等16对浅埋隧道边坡滑移与衬砌开裂病害进行了分析，说明了隧道洞口段的边坡滑移造成了隧道二衬的开裂；程祖辉、陈铁龙等[7从施工工艺或现场操作不规范，原材料质量差、配合比设计不合理等方面说明了隧道二衬混凝土裂缝的成因，并提出了相应的处理措施；刘学增、古银城等[$运用有限元数值模拟的方法对外力