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隧道建设(中英文) ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (12): 2480-2499.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2024.12.016
肖明清1, 2, 徐晨1, 2, 谢壁婷1, 2, 邓朝辉1, 2, 王克金1, 2
XIAO Mingqing1, 2, XU Chen1, 2, XIE Biting1, 2, DENG Zhaohui1, 2, WANG Kejin1, 2
摘要: 为解决宜兴高铁兴山东隧道含炭质页岩段大变形问题,基于总安全系数法理论体系,以围岩变形和多层结构协同承载控制为目标,建立适用于主动和被动支护体系的支护“强度-变形-时机”一体化设计方法。在强度满足承载要求的前提下,通过调整支护构件本身的变形能力和支护时机,使支护可变形能力大于设计支护力下围岩必需的变形量(防止支护刚度过大),并小于最小支护力下围岩必需的变形量(防止支护刚度过小),从而使整体支护结构按设计意图以最经济的方式“工作”。采用该设计理论,设计“双层初期支护+可缩钢架方案”和“预应力锚索主动支护方案”2种支护体系,提出各分项支护构件的施作时机和安全控制要求,并在现场开展试验。试验结果表明: 1)2种支护方案均有效实现了设计意图,解决了隧道含炭质页岩段大变形问题。2)采用双层初期支护+可缩钢架方案时初期支护安全系数最小值为1.83,隧道最大水平收敛为588 mm,满足设计要求;采用预应力锚索主动支护方案时围岩最大水平收敛为372 mm,锚索最大轴力为310 kN,满足设计要求。