第４１卷第１６期 ２ ０ １ ５年６月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．１６ Ｊｕｎ．２０１５ ・１８７・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１５）１６—０１８７—０２ 天子庙隧道围岩稳定性分析 韩（１．中国地质大学（北京）工程技术学院，北京涛 梁建权 １０００８３；２．中铁十九局集团轨道交通工程有限公司，北京１０１３００） 摘要：从传统的地质方法和数值模拟定量评价入手，以天子庙隧道为例，对隧道围岩工程质量进行了综合分级研究，并对地质模 型进行了有限元数值模拟计算，为双线长隧道围岩稳定性评价提供了一定的借鉴。 关键词：工程质量，数值模拟，围岩，稳定性 中图分类号：Ｕ４５１．２ 文献标识码：Ａ ０ 引言 隧道围岩稳定性问题一直是工程地质界学者研究的重要课 题。目前已经提出了包括定性的工程判别法和定量的力学分析 方法、数值模拟方法、围岩分类法、监测分析法及非线性方法等。 目前隧道围岩稳定性评价存在的不足有：难以有效地获取有用的 围岩信息，缺乏具有丰富隧道施工经验和良好工程地质实践训练 的工程技术人员对开挖过程中地质现象作出准确地判断并给出 及砂岩等。研究区内有数条正断层，走向北东，倾向北西或南东， 断距不大。隧址区地表呈全～强风化，多次受到采煤扰动的影 响，地裂缝极其发育，岩体呈块碎状镶嵌结构和角（砾）碎状松散结 构。隧道下覆３号，１２号，１５号煤３层采空区，围岩结构较为破碎。 研究区区域内发育有固有性、不饱和的含水层，厚度约２０ ｍ。 厚度约８ ｍ的第三砂岩带为山西组的主要含水层，结构为粗粒结 构，胶结性质较强，节理裂隙较为发育。厚度约２０ ｍ的怪砂岩层 结构为粗粒结构，胶结性质较差，位于灰 相应的对策，现今定量分析评价方法和传统的地质方法结合效果 为太原组中主要含水层，并不是很好。因此本文首先在系统地调查了工程地质条件基础 岩之间。据区域水文地质资料显示，区域内地下水水位标高为 上，对天子庙隧道围岩工程质量进行了综合分级研究，然后对地 质模型进行有限元数值模拟计算，为双线长隧道围岩稳定性评价 ７００ ｍ～８００ ｍ，总体上呈东高西低的规律…，地下水动力场构造 特征受沁水复式向斜的控制。 提供了一定的指导意义。 ２岩体工程质量评价 根据点载荷试验曲线，结合研究区岩石组合特点以及呈层状 分布强度特征，按照划分工程地质岩组的原则，可将研究区的岩 体划分为五个类型，即砂岩岩组、砂岩泥岩互层岩组、泥岩岩组、灰 １ 工程概况 １．１地理位置与工程规模 天子庙隧道是３０７国道复线山西省阳泉市坡头至水峪一级 公路中的重要工程建设项目，该隧道为一条双线隧道，分为左线 岩岩组和破碎岩组 Ｊ，然后将研究区的岩组再详细划分为１９个工 程地质岩组，参照武汉煤矿设计院的煤矿巷道、硐室围岩工程地质 与右线，其中左线起点：Ｋ１２＋７９１．５，终点：Ｋ１３＋６７９．６，全长总计 ８８８．１ ｍ；右线起点：ＲＫ１２＋８１０．３５，终点：ＲＫ１３＋６２９．４，全长总计 隧道按照新奥法原理进行设计，采用三心圆断面，建筑限界宽为 ９．７５ ｍ，限高５．０ ｍ。 分类标准来对研究区各岩组进行岩体工程质量评价（见表１）。 ８１９．０５ ｍ。天子庙隧道按上下行分离设置，设计时速为６０ ｋｍ／ｈ。 ３隧道开挖数值模拟 本节应用有限元方法，采用的有限元分析程序为ｇｅｏｓｔｕ． ｄｉｏ２００７，对隧道开挖进行分析。边界约束条件为：左右两边线不 允许有水平向位移；底边线处无竖向位移。 位移场分析结果（见图１，图２）：在隧道开挖后，拱底的竖直 １．２工程水文地质条件 地层，岩性主要为红褐色砂泥岩，灰白色砂岩，黄色或黄绿色泥岩 研究区地表露头为上石盒子组（Ｐ ）下段～下石盒子组（Ｐ。 ） ３．１ 隧道开挖位移场分析 技术：１）预应力体系是质量控制的第一重点，是成桥后可靠保证。 制作用，张拉双控、压浆密实，才能保证桥梁的使用年限。２）挂篮 要想控制好预应力体系必须控制好波纹管安装准确、锚垫板下钢 作为Ｔ构悬臂浇筑施工的关键设备，选择合理的设计，保证连续 筋数量及混凝土密实，张拉要控制混凝土龄期，不能只控制强度， 梁悬臂浇筑的顺利完成，本桥采用菱形挂篮。３）严格按照施工监 混凝土弹性模量也要满足要求，对成桥后期预压损失起到一定控 控数据施工，确保整桥线形合龙的精确控制，保证合龙质量。 Ｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｃａｓｔ—ｉｎ－ｐｌａｃｅ ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ ｏｎ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｅａｍ ｏｆ Ｑｉｎｓｈｕｉ Ｒｉｖｅｒ Ｓｕｐｅｒ－ｌａｒｇｅ Ｂｒｉｄｇｅ ｉｎ Ｌｉｂｉ Ｔｏｗｎ Ｃｌｌｉ Ｂｏ （Ｓｈａｎｘｉ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００１２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒ・ｌａｒｇｅ ｂｒｉｄｇｅ ｏｎ Ｑｉｎｓｈｕｉ Ｒｉｖｅｒ Ｂｒｉｄｇｅ ｉｎ Ｌｉｂｉ Ｔｏｗｎ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎ・ ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｓｔ—ｉｎ—ｐｌａｃｅ ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ ｏｎ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｏ．０ ｂｌｏｃｋ，ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈａｎｇｉｎｇ ｂａｓｋｅｔｓ，ｃａｓｔ—ｉｎ—ｐｌａｃｅ ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ ｇｒｏｕｔｉｎｇ，ａｎｄ ｃｌｏｓｕｒｅ ｓｅｇｍｅｎｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｓｕｍｓ ｕｐ ｔｈｅ ｋｅｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｅａｍ，ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ，ｇｒｏｕｔｉｎｇ，ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ 收稿日期：２０１５—０３－２７ 作者简介：韩涛（１９９１．），男，在读硕士： 梁建权（１９８９．），男，助理工程师