砂卵石地层矿山法隧道长管棚支护机理及应用

作     者：戴志仁 胡瑞青 王泽宇 杨晓华 DAI Zhiren;HU Ruiqing;WANG Zeyu;YANG Xiaohua

作者机构：中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 江苏海洋大学连云港222005 长安大学西安710064 

出 版 物：《铁道工程学报》 (Journal of Railway Engineering Society)

年 卷 期：2024年第41卷第4期

页      面：68-74页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：2016年度陕西省重点科技创新团队计划项目-西安地铁修建关键技术研究创新团队(2016KCT-07) 中铁第一勘察设计院集团有限公司科研开发项目(院科19-52) 

主　　题：砂卵石地层 管棚 直径 环向间距 支护长度 地表沉降 

摘      要：研究目的:砂卵石地层由于卵石强度高且颗粒分布无序,因此长管棚施工地层扰动大且支护效果难以保证,已成为制约隧道实际应用的一大瓶颈。本文以某轨道交通暗挖法车站为依托工程,采用理论分析、现场测试与数值模拟相结合的方法,对不同直径、不同环向间距条件下长管棚的支护效果进行了深入研究,以期揭示砂卵石地层矿山法隧道长管棚支护机理,提出最佳支护参数。研究结论:(1)砂卵石地层,暗挖隧道管棚超前支护条件下,地层沉降变形在向地表传递过程中,沿高度方向的折减率约为0.91 mm/m;(2)管棚超前支护效果对矿山法隧道工程安全具有决定性作用,须采取措施减小管棚施工扰动及相应地层变形;(3)根据单因素敏感性分析结果,地表沉降随管棚支护长度的增加而增大,随管棚环向间距的增大而增加,且基本呈正相关;(4)为有效控制地表沉降并提高工程经济效益,建议直径127 mm管棚环向间距宜为35 cm,支护长度宜为40 m;直径159 mm管棚建议环向间距宜为40 cm,支护长度宜为40 m;直径209 mm管棚建议环向间距宜为45 cm,支护长度宜为50 m;管棚直径与其最佳打设长度正相关;(5)本研究结论可为砂卵石地层矿山法隧道支护措施提供借鉴与参考。