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隧道建设(中英文) ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (5): 984-990.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2024.05.007
李林峰1, 谭忠盛1, *, 周振梁1, 彭文波2
(1. 北京交通大学 城市地下工程教育部重点实验室, 北京 100044;2. 中交第二公路勘察设计研究院有限公司, 湖北 武汉 430056)
Support Effect of Steel Tubes of Open Tunnel Boring Machine in Tianshan Shengli Tunnel
LI Linfeng1, TAN Zhongsheng1, *, ZHOU Zhenliang1, PENG Wenbo2
(1. Key Laboratory for Urban Underground Engineering of Ministry of Education, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China; 2. CCCC Second Highway Consultants Co., Ltd., Wuhan 430056, Hubei, China)
摘要: 针对TBM穿越断层破碎带地层洞壁围岩松动掉块严重的问题,依托乌尉天山胜利隧道,采用数值模拟的方法,通过对比研究传统支护方式与新型钢管片支护方式下围岩变形和围岩塑性区情况,研究钢管片支护的作用效果; 同时,为说明不同支护的适用条件,采用现场调研方法开展不同支护方式下施工效率和经济性对比分析。结果表明: 1)断层破碎带地层中,当围岩出露护盾后,变形量与塑性区范围增大,围岩破坏程度加剧,以锚杆和钢拱架为主的传统支护方式无法较好地控制围岩变形和塑性区发展。2)断层破碎带地层中,钢管片支护较传统支护的围岩累计沉降值降低53%,围岩变形收敛快,能更好地控制围岩变形和发展。3)钢管片支护较传统支护的围岩塑性区范围小,其中边墙的最终塑性区缩小44%,且钢管片支护可实现早封闭、及时支护,塑性区均匀,更有利于围岩的稳定。4)一般地层中,传统支护方式的经济性和效率更佳; 断层破碎带地层中,钢管片支护方式可提供安全作业空间,减小钢拱架+喷锚支护作业量,较传统支护经济性和施工效率更佳。