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含孤石软弱围岩隧道施工技术研究 胡文涛 (中铁二十二局集 团有 限公司，北京 100043) 摘 要 ：以某含孤石Ⅵ级围岩单线铁路隧道为例 ，通过现场实测和数值计算对孤石对初期支护影响的基本规 律进行了研究 ，并 以此为基础提 出针对此类地层的隧道施工方法 。研究表 明：软弱地层 中距隧道较近 的孤石 会引起初期支护局部应力集 中和围岩压力分布不均 ；就含孤石Ⅵ级 围岩单线铁路隧道而言，半径超过 0．5m、 至隧道距离小于 1．5m 的拱顶、拱腰孤石会使与孤石临近部位 的初期支护 的弯矩、剪力明显增大 ；含孤石软 弱围岩隧道宜选用交叉中隔壁等临时支撑较强的工法施工。 关键词 ：孤石 ；软弱围岩 ；隧道 ；内力 中图分类号 ：U452．12；U455．4 文献标识码 ：A 文章编号 ：1672—3953(2012)03—0021—05 在花岗岩分布地区修建山岭隧道 ，隧道进、出口 段在很多情况下都位于花岗岩残积土中。花岗岩的 不均匀风化特别 明显，残积土中往往夹杂较大 的孤 石[1]，孤石 的存在严重加剧 了围岩 的不均匀性 。 在花岗岩残积土地层中进行隧道开挖 ，孤石常 因开 挖卸载和临空面的形成 向洞室周边移动 ，引起初期 支护局部应力集中并加剧初期支护的变形和破坏， 给隧道施工带来诸多困难[3]。本文以某单线铁路隧 道为例 ，在分析孤石对初期支护影响规律的基础上 图 1 隧道施工中出现的孤石 对此类地层 的隧道施工技术进行介绍 。 171．1 153．／／、『、＼。122．1 1 工程概况 本文所述含孤石软弱围岩地段位于某特长单线 铁路隧道的出口端 ，围岩为花岗岩残积土 ，其间夹杂 大量孤石 (如图 1所示)，隧道埋深 10～20m。围岩 s 级别为Ⅵ级。 三一 2 孤石对隧道 的影响 图 2为隧道 出口段有孤石、无孤石断面实测 围 岩压力分布图。 由图 2可看 出：有孤石断面的围岩压力明显 比 无孤石断面的大，有孤石断面的围岩压力是无孤石 断面的 7．6倍 ；有孤石断面的围岩压力分布极不均 匀。过大的围岩压力及严重的不均匀分布必将使初 期支护的内力增大、稳定性降低 [4]。 收稿 日期 ：2012—04—05 作者简介 ：胡文涛 (1972一)，男 ，高级工程师 ，1993年毕业于石 家庄铁道学院建筑材料专业 ，主要从事地下工程 、岩土工程方面的研 究 hwt1972@sohu．corn 国防交通工程与技术_目_2012第3期 · 研究与设计 · 含孤石软弱围岩隧道施工技术研究 胡文涛 件下的内力状态。 径小于 0．3m 时曲线较平缓 ，大于 0．3m 时曲线较 (2)当孤石距拱顶距离小于 1．5m 时，曲线较 陡。这说 明在孤石距拱顶 的距离小于 1．0m 的条 陡，大于 1．5m时曲线较平缓。这说明半径 0．5m 件下，当孤石半径大于 0．3m 时，孤石对初期支护 的孤石在距拱顶 1．5m 以内时，孤石对初期支护拱 拱顶附近的不利影 响较大。 顶附近的不利影响较大。 3．2 拱腰孤石对初期支护影响的基本规律 由图6可看 出：随着孤石半径的增大 ，其对初期 图7为初期支护成环工况下右拱腰外侧 0．7nl 支护拱顶处弯矩及剪力的影响逐渐变大；当孤石半 处有半径 0．5m孤石时初期支护的内力图。 一雾-91748O雾li-l6．1E7+07；0 (a)弯矩图 (单位：N ·m) (b)轴力图