李天贵
中国铁路昆明局集团有限公司质监站 云南省昆明 650011
摘要：本文以新建丽香铁路中义隧道软岩大变形施工控制为例；阐述了单线铁路隧道高地应力下引发的软岩大变形在恰当确定衬砌施作时机后，既能起到有效控制变形的作用，又能保证衬砌混凝土后期不开裂，且没有留下运营后的安全隐患，大量节约成本，为类似工程提供很好的借鉴。
关键词： 单线铁路隧道 大变形 衬砌施作时间
0 引言
本文主要根据现场实测分析的经验、隧道收敛变形情况及结构内力监测结果等，对软岩大变形段的衬砌施作时机进行探索。
1 工程概况
新建丽江至香格里拉铁路是滇藏铁路云南段的一部分，为Ⅰ级单线铁路，其中中义隧道为全线控制性工程，全长14745米，隧道受玉龙雪山西麓断裂带的影响，在高烈度构造带高地应力下均引发软岩大变形；由于隧道大变形造成初期支护混凝土开裂、剥落，拱架发生严重的扭曲变形，大面积换拱，提前施工衬砌对抑制变形能起极大作用；但根据新奥法原理，衬砌施工必须在规范要求的速率下进行，否则会后衬砌混凝土开裂风险，造成极大经济损失，严重困扰施工安全，并导致工期滞后，为此项目展开结构受力测试，以确定衬砌合理的施作时机。
2 隧道结构受力分析
2.1 衬砌前变形情况分析
为了解初支及二衬结构受力情况，根据受力测试结果评估支护结构的合理性及二衬结构的安全性，选取典型断面DK41+845进行初支及二衬结构受力测试。该段施工采取大变形衬砌断面，三台阶法施工，施工约40天后，变形基本稳定，衬砌离掌子面距离73米，断面二衬施作前一周的初支变形情况拱顶变形速率为-1.58mm/d，收敛变形-2~-4mm/d。结构受力测试12个月。
2.2二衬接触压力
DK41+855断面二衬接触压力最大发生在右拱脚处，为107.79kPa，接触压力相对较小。
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DK41+855断面右拱脚处接触压力历时曲线图
从历时曲线图可知，DK41+855断面右拱脚处接触压力在埋设10个月后正逐渐趋于稳定，对结构安全有利。
2.3二衬钢筋受力
最大钢筋压应力发生在拱顶内侧处，达到122.66MPa，约为钢筋设计强度的34.1%，钢筋应力分布较为均匀。
DK41+855二衬钢筋内侧受力分布图 DK41+855二衬钢筋受力历时曲线
从二衬钢筋受力历时曲线发展趋势来看，现阶段钢筋受力已趋于稳定。
2.4二衬混凝土应力
大部分测点混凝土应力均低于C35混凝土设计强度，最大发生在右墙脚内侧处，为16.89MPa，为C35混凝土立方体抗压强度标准值的48.3%，混凝土应力小于结构受力安全阀值，现阶段结构安全。
DK41+855二衬内侧混凝土受力分布DK41+855二衬混凝土应力历时曲线
由上述历时曲线可以看出，左右墙脚处较其它处应力大，现阶段混凝土应力正逐渐趋于稳定。
2.5综合结论
该断面前期初支变形相对较大，经过现场采取措施处理后，地应力得到一定的释放，在变形基本稳定后实施衬砌是公共。经测试二衬与初支的接触压力、钢筋及混凝土受力均未超过结构安全阀值，且受力分布较为均匀。
3 二衬施作时机分析及结论
通过实测数据统计了中义隧道四种不同大变形支护参数条件下，按每天1.8米施工进度，变形在42天基本稳定，至此二衬距离掌子面约72m长度，根据统计分析得知，隧道在>4mm/d条件下施作二衬占14.8%，其他均在0~4mm/d条件下施作二衬。由上述结构应力测试统计分析可知，在初支变形小于4mm/d条件下施作二衬比例占85.2%，从典型断面受力分析可知，实施的初期支护及控制措施能有效抑制变形，二衬结构在步距约为70m的条件下施作，受力均小于结构安全阀值，结构受力逐渐趋于稳定，证明衬砌安全有效。
参考文献：
[1]张文强，王庆林，李建伟.木寨岭隧道大变形控制技术[J].隧道建设，2010,30（2）：157～161
论文作者:李天贵
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/25
标签：受力论文; 应力论文; 隧道论文; 结构论文; 混凝土论文; 断面论文; 钢筋论文; 《防护工程》2018年第15期论文;