【摘 要】
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在我国西南部山区修建的铁路隧道中,井壁经常出现片帮、坍塌及突水等灾害,不仅影响了施工进度,还造成了人员伤亡和财产损失。因此,本文依托高丽贡山铁路隧道1号竖井副井工程,该副井井深764.74m,地处强风化及弱风化混合状花岗岩地层,且富含基岩裂隙水,弱风化基岩段和马头门段衬砌出现多条宽度较大的裂缝,采用现场监测和数值模拟相结合的方法,研究了高水压深竖井衬砌受力特征及支护技术,主要研究内容如下:(1)通
【基金项目】
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中国国家铁路集团有限公司重大课题《大瑞铁路高黎贡山隧道长大复杂多工况条件下综合修建技术研究》(P2019G055)下的子课题《富水深竖井建造关键技术研究》;
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在我国西南部山区修建的铁路隧道中,井壁经常出现片帮、坍塌及突水等灾害,不仅影响了施工进度,还造成了人员伤亡和财产损失。因此,本文依托高丽贡山铁路隧道1号竖井副井工程,该副井井深764.74m,地处强风化及弱风化混合状花岗岩地层,且富含基岩裂隙水,弱风化基岩段和马头门段衬砌出现多条宽度较大的裂缝,采用现场监测和数值模拟相结合的方法,研究了高水压深竖井衬砌受力特征及支护技术,主要研究内容如下:(1)通过现场监测数据得出竖井衬砌外壁受到的围岩压力具有对称性,水压力具有非对称性,非对称的水压力主要是由于富水花岗岩地层裂隙发育不均匀以及注浆效果差异造成的。(2)利用RFPA软件建立荷载-结构模型,揭示了非对称荷载作用下竖井衬砌结构受力特征及破坏机理。(3)提出一种高水压深竖井衬砌安全系数计算新方法,定义衬砌正常使用极限状态荷载与实际荷载的比值作为衬砌安全系数,利用该方法和《铁路隧道设计规范》规定的方法分别计算了非对称荷载作用下各地段的竖井衬砌安全系数,并对两种计算结果进行了对比分析得出:两种方法对于衬砌安全性的判断结果一致,说明新定义方法用于计算竖井衬砌的安全系数是比较合理的。(4)利用RFPA软件建立渗流-应力弹塑性模型,研究了注浆圈渗透系数以及注浆圈厚度对渗透水压的影响,并对支护参数进行了优化,研究结果表明:通过改变注浆圈渗透系数和注浆圈厚度降低渗透压都是非常有效的,但改变渗透系数效果更好。
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