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铁道建筑2025年第06期:高地应力软弱地层TBM隧道新型预应力管-索支护结构

来源:期刊VIP网 时间:


作者:何骏扬;毕浪;余涛;范磊;文建华;王建锋;姚志刚;方勇;

单位:环境岩土和隧道工程智能建养全国重点实验室;中铁二院工程集团有限责任公司;云贵铁路云南有限责任公司;

摘要:受开挖空间限制,高地应力软弱围岩地层的围岩稳定性控制是TBM(Tunnel Boring Machine)隧道施工中的重要挑战。本文以高黎贡山隧道工程为背景,通过理论分析、数值模拟分析了在软弱围岩条件下,新型预应力管-索支护结构在TBM隧道中的应用效果。结果表明,预应力管-索支护结构能够形成双层预应力承载拱,充分发挥主动支护和被动支护作用,进而有效降低软弱围岩变形。正交试验表明,施加在管-索结构上的预应力对隧道稳定性影响最大,杆件长度、支护间距、支护范围的影响依次减弱。通过单因素试验发现,在高地应力软弱围岩条件下,相较于无锚杆支护和有锚杆支护两种工况,预应力管-索支护时的拱顶位移分别减小约61%和37%。当依托工程管-索结构预应力为150 kN、管-索间距为0.8 m、拱顶支护范围在180°时,既能起到较好的支护效果,又能很好地控制工程成本。

关键词:高地应力软弱地层;;TBM隧道;;管-索支护结构;;数值模拟;;正交试验;;单因素试验

基金资助:国家自然科学基金(52425807);; 四川省科技计划项目(2024NSFTD0013);; 云南省科技厅科技计划项目(202303AA080005)