《1 引言》
1 引言
有关隧道深浅埋的分界问题, 一直是学术界和工程界较为关注的问题。分界标准对于判断隧道衬砌所受围岩压力的性质及进行衬砌结构设计至关重要。作者认为工程中许多衬砌开裂现象与隧道深浅埋界定不明有关。一种观点认为, 在隧道施工中, 不能保证形成承载拱的最大深度, 就可以定义为深埋和浅埋的分界, 这是从松弛荷载角度确定的方法;另一种观点认为, 隧道开挖所造成的围岩松弛影响范围不能达到地表的深度, 可定义为深浅埋的分界深度, 显然这是从岩土连续介质力学角度采用的分界标准。作者利用现场测试和数值仿真手段对谗柳高速公路上土家湾隧道、新庄岭隧道和白虎山隧道三座黄土公路隧道结构工程性状进行了深入的研究
《2 存在问题》
2 存在问题
对于白虎山隧道测试断面和土家湾隧道测试断面, 无论按《公路隧道设计规范》
Table 1 Criteria of demarcating shallow and deep tunnel according to different method
《表1》
方法 | 《公路隧道设计规范》 | 《铁路隧道设计规范》 | 太沙基公式 |
分界标准/m | 65.2 | 40.0 | 59.5 |
《3 分界的思路和方法》
3 分界的思路和方法
基于上述分析可以看出, 现有的分界标准对于大跨径黄土公路隧道深浅埋分界是不适宜的。作者认为深浅埋的分界标准, 不仅与隧道周围岩土的物性参数有关, 而且与隧道断面形状及大小, 特别是跨径以及施工方法有着十分紧密的关系。鉴于涉及因素较多, 详尽的分析判断应结合数值仿真手段进行。3座隧道测试结果和数值仿真结果
《图1》
Fig.1 Influence of buried depth on soil lateral pressure coefficient in the center line
鉴于深浅埋分界涉及因素较多, 基于以上理论分析, 作者提出以数值仿真技术为手段, 以拱顶上中心线土体侧压力系数变化规律为依据的深浅埋分界标准。对于隧道拱顶上方的多层土质条件, 计算参数可按厚度加权平均为单一土质的计算参数, 以便更清楚了解土体侧压力系数的变化规律。图2和图3分别为按此方法计算的白虎山隧道和新庄岭隧道拱顶上土体侧压力系数变化规律。根据上述分界方法, 白虎山隧道为深埋, 新庄岭隧道则为浅埋。新庄岭隧道为浅埋的结论与现场观测结果是一致的, 进一步验证了作者提出的分界方法的可行性。对于不同围岩条件、不同跨径、不同断面形状和不同施工方法的黄土隧道工程, 均可按此方法得出深浅埋的分界标准。
《4 结论》
4 结论
1) 现有的隧道深浅埋分界标准与工程实际情况存在偏差, 深浅埋的分界不仅与隧道周围岩土的物性参数有关, 而且与隧道断面形状及大小, 特别是跨径以及施工方法有着十分紧密的关系。鉴于涉及因素较多, 详尽的分析判断应结合数值仿真手段进行。
2) 基于理论分析, 明确了应从围岩压力性质角度进行深浅埋界定。首次提出了以数值仿真技术为手段, 以拱顶上中心线土体侧压力系数变化规律为依据的深浅埋分界标准, 并用2个工程实例进行验证。
《图2》
Fig.2 Soil lateral pressure coefficient of center linr in Baihushan tunnel
《图3》
Fig.3 Soil lateral pressure coefficient of center line in Xinzhangling tunnel
3) 对于不同围岩条件、不同跨径、不同断面形状和不同施工方法的土质隧道工程, 均可按此方法得出深浅埋的分界标准。