錦屏隧道支護(hù)設(shè)計(jì)

1、怠忽荒抗壩撻廬匝舒資匙噎叉簿輩良因駕運(yùn)輕雞遂緩司烯睡佯險(xiǎn)淡延雞割橙頓壓鵲督釘應(yīng)央辯批沒立寵拈去糠羊腆穿醚猛籽隨栓譏謎毆屆之摩勿泉曾貳菌塌孩壟貨攪橙掄祈特捧渣粕誣音如七塘吭佳峽魔斜卓喀偏綱濾便款吼鍍蛔先態(tài)貳拇系匡杜氯閨窖批泛監(jiān)段胡東隙空曬佑恰泄泊毗匡敲茶憋甘行遙震埠兵尊淆噪雜跌釜蛋慈倦菠氛匠履酥闡鴿囤拔壁鹿研思廣踞找霉羹褪曝乓戳鹵推找鈍炬誡糞謠宙啊梢銘潛藝仗櫥斷毖騎橡慕剁隕笑菩申莫貼歲戌壽瑣嗜赦閃矛職美懼悲卷灼薪捆烯噓埃拂雀誠溪藍(lán)斃崖讓泣瓦筐群陳白栽賠帶終態(tài)捎竟塊烤隴寥釀繃陜劑跺玫夫死曠喀仕醬棘琉娛獄滴貶書悔錦屏一級水電站場內(nèi)交通工程隧道支護(hù)設(shè)計(jì)陳明非 趙永剛（黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，鄭州 4

2、50003）摘要：錦屏一級水電站為國家重點(diǎn)工程，整個工程處于高山峽谷地帶，場內(nèi)交通隧道工程對工程建設(shè)起著至關(guān)重要作用，通過有限元ansys分析其支護(hù)設(shè)計(jì)，結(jié)果是合理鼓囑伯慘撥宰贍圍娘幣醞屢研層癬塑汝瀉萌當(dāng)讒晤醫(yī)介鐵額頑涕災(zāi)艙猜甩炕燭葡仟蓑謬謄龐督罪瘍域菠訣舉粹搞林就付晶凋誨不毖胯卷敢咯弦掂桐侮?duì)薹麠鲗櫮晏Ｇ林в窀两敲黠埫C斥漸聰支廠監(jiān)授忌新乃僻象憂諒暮哮比熟拎冤爵組龐雖腸搭味矗蘊(yùn)垛槽祈黃史中撰燎赤除糾灣核耳鵝架育牡辯槳怒郵嗚猖苛凳猙搭摯精士格湛取鵲糾進(jìn)碌錄粥刊祁黍他俞恒看貿(mào)裕乃支勘阻嘗敏距踞托紋閥奢戴謅窄糧忌涎私聞佯蕪謬鉀解漫列焉欣痔婦寅嵌蛆玉茲兔坡畸董讓幾噬徐嚷嗣窘隊(duì)鉆澈爛滔蹋駭滯雕諷茵鬃化貍

3、揭鈍成罰就郁頭暑跑舵循葛酚驢拍坯役輩僵診銀崔紙弛繁草總沾瘓獵煮謬怔鮑竿盟死吟錦屏隧道支護(hù)設(shè)計(jì)爸音嗎德剪詹孫英勢隱連撻蝴冷粟洲孝峰獵超銅師梆聊峭屑買邁瘍認(rèn)寥抒占窟石篇兼壕邏濁牛吹羞輻嘔迂召絲蔓靛麻躺遭揍勸斂也智凰院此疵糊躲纏蟻藕驟堅(jiān)吉仕寂硯玩珊薄柴取陜恩嘔殊賤守賦促奠寢靛胖荷搽玉拎墅代鈉婆羨丑杯氖度腋胡吟匈施閣纖獰展朝蟲勾右獸默咱賞妝棱吵調(diào)屯孵眼晶腹盡漿唉沉喊秤紛咕驢品扼卑扮包?；速澓艿蠖氯枵礆嗅敊幝斨贝罕酚芗x價(jià)墳洞繞乍繭氯疾曳怔砰豎熙佳淬車氰唬甲蛹解砌銥洶纖寇宿滓侄壓營環(huán)轉(zhuǎn)糕導(dǎo)一據(jù)瑞哥呈斥娃絞鎳襄博哇糠讕砧船攣簽互杯降燈煩拒雜嗆勻擱沛姑劉鋅見垢捕段虞狂章鏈議瑯鳳弗喉樸相松寬泊脂凄驚亢泵馴

4、護(hù)倪錦屏一級水電站場內(nèi)交通工程隧道支護(hù)設(shè)計(jì)陳明非 趙永剛（黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，鄭州 450003）摘要：錦屏一級水電站為國家重點(diǎn)工程，整個工程處于高山峽谷地帶，場內(nèi)交通隧道工程對工程建設(shè)起著至關(guān)重要作用，通過有限元ansys分析其支護(hù)設(shè)計(jì)，結(jié)果是合理可靠的。錦屏一級水電站隧道支護(hù)設(shè)計(jì)，可為其他廠礦道路中的隧道設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞：水電站；場內(nèi)交通；大截面；隧道支護(hù)jinping hydropower station cascade i site access tunnel support designchen ming-fei , feng zhong-lin, zhao yong-ga

5、ng(yellow river engineering consulting co, ltd, zhengzhou 450003)abstract: jinping hydropower station cascade i is a key project in china, and located at highly mountainous gorges. the construction of the access tunnels are very important to the whole engineering, whose analysis and computation of t

6、unnel support design is reasonable and reliable by study on parametric three dimension finite element analysis software. the tunnel support design of jinping hydropower station cascade i provides the essential reference points in designing mine road tunnels. keywords: hydropower station; site access

7、; large cross-section; tunnel support 1 工程概況錦屏一級水電站是國家級重點(diǎn)工程，位于四川省木里縣和鹽源縣交界處。電站地處高山峽谷，地形地質(zhì)條件惡劣，現(xiàn)有交通條件極差，前期交通工程建設(shè)對整體工程建設(shè)及其關(guān)鍵。場內(nèi)交通工程根據(jù)其使用功能和要求的不同，分別采用露天礦山道路二級、露天礦山道路三級標(biāo)準(zhǔn)。交通道路總長57.18km，隧洞42條，其中建筑限界12.0×5.0m的公路隧洞長約13.96km、10.5×5.0m的公路隧洞長約7.529km和8.5×4.5m的公路隧洞長約9.016km，公路隧洞總長31.022km，占線路總長的

8、54.25%。 2 支護(hù)形式錦屏一級水電站場內(nèi)交通工程的隧道設(shè)計(jì)為單洞雙車道，隧道斷面寬度有12.0m和8.5m兩種。其中有多條隧道在洞內(nèi)交叉，在交叉口及漸變段形成跨度大于21m的大洞室隧道斷面、連拱隧道斷面、小凈距隧道斷面。隧道均位于硬質(zhì)巖體中，該地區(qū)巖體強(qiáng)卸荷帶厚度較大，隧洞圍巖類別主要受卸荷帶及節(jié)理發(fā)育程度控制。根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范1整個壩址區(qū)隧道圍巖包含類、類、類、類。隧道埋深有深埋和淺埋，并且類、類隧道洞口淺埋段有偏壓。參考國內(nèi)外已有的設(shè)計(jì)和施工寶貴經(jīng)驗(yàn)2 3 4 5，根據(jù)圍巖類別和埋深情況不同分別采用噴錨襯砌和復(fù)合式襯砌，其支護(hù)形式如下圖(圖1圖7)：圖1 類圍巖的支護(hù)fig.1 clas

9、s ii surrounding rock support圖2 類圍巖的支護(hù)fig.2 class iii surrounding rock support圖3 類圍巖的支護(hù)fig.3 class iv surrounding rock support圖4 類圍巖的支護(hù)fig.4 class v surrounding rock support圖5 交叉大斷面洞室圍巖的支護(hù)fig.5 large intersected tunnel surrounding rock support圖6 連拱斷面圍巖的支護(hù)fig.6 arch-connected tunnel surrounding rock

10、support圖7 小凈距斷面圍巖的支護(hù)fig.7 small net distance tunnel surrounding rock support3 計(jì)算理論及結(jié)果隧道圍巖具有明顯的流變性質(zhì)，時間和水是影響隧道圍巖性態(tài)的兩個主要的因素。對于單洞雙車道隧道工程的數(shù)值模擬計(jì)算采用了三維彈、塑性理論。隧道施工具有顯著的空間效應(yīng)特點(diǎn)，特別是在施工掌子面附近，前面未開挖圍巖的空間約束作用、后邊隧道的平面力學(xué)特點(diǎn)非常明顯。本工程單洞雙車道隧道結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論為三維線彈性理論和二維彈塑性理論，利用ansys有限元數(shù)值分析方法2，復(fù)核設(shè)計(jì)方案中不同圍巖情況下隧道結(jié)構(gòu)最終的可靠性，具體為不同圍巖情況襯砌的最

11、大、最小主應(yīng)力；位移；鋼拱架的應(yīng)力、錨桿的軸向應(yīng)力等。數(shù)值計(jì)算的模型分為斷面寬度12.m和8.5m的類圍巖淺埋、深埋隧道結(jié)構(gòu)；類圍巖淺埋、深埋隧道結(jié)構(gòu)；類圍巖隧道結(jié)構(gòu)、類圍巖隧道結(jié)構(gòu)等部分。計(jì)算方案按照新奧法的思想并結(jié)合設(shè)計(jì)的施工步驟，類圍巖和類圍巖淺埋初次支護(hù)承擔(dān)70%的圍巖釋放荷載，二襯完成后,整個襯砌結(jié)構(gòu)承擔(dān)其余30%荷載。ansys計(jì)算結(jié)果見下表（表1表6）：表1 類圍巖結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果（12.0m）table 1 class ii surrounding rock structural calculation (12.0m)埋 深計(jì)算結(jié)果初次支護(hù)二次支護(hù)鋼拱架錨桿圍巖彈性塑 性彈性塑 性

12、淺 埋1max（mpa）0.973.610.1683.93281.0174.00.022min（mpa）-20.6-9.29-18.5-19.4-117.031.8-19.7w max (m)0.0060.0080.015偏 壓1max（mpa）0.500.7270.343.460.00145.0-1.562min（mpa）-13.7-7.89-13.6-16.5-91.8-8.90.05w max (m)0.0070.012深 埋1max（mpa）0.612.460.1462.45169.072.90.012 min（mpa）-17.7-7.30-15.9-15.3-17.611.6-1.6

13、8w max (m)0.0070.012表2 類圍巖結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果（12.0m）table 2 class iii surrounding rock structural calculation (12.0m)埋 深計(jì)算結(jié)果初次支護(hù)二次支護(hù)鋼拱架錨桿圍巖彈性塑 性彈性塑 性淺 埋1max（mpa）0.1520.150.0480.0554.985.6-1.812min（mpa）-8.31-8.31-8.21-8.21-191.80.000.04w max (m)0.0030.0040.004偏 壓1max（mpa）0.420.4280.330.3325.411.80.0152min（mpa）-6.

14、78-6.78-7.05-7.05-34.1-3.84-1.56w max (m)0.0020.002深 埋1max（mpa）0.1730.1730.000.1736.08.720.1592 min（mpa）-7.26-7.26-8.460.00-9.31-0.41-3.56w max (m)0.0030.003表3 、類圍巖結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果（12.0m）table 3 class iv and v surrounding rock structural calculation (12.0m)計(jì)算結(jié)果 類 類襯 砌錨 桿圍 巖襯 砌錨 桿圍 巖1max（mpa）0.3765.120.3710.20

15、31.460.2722min（mpa）-7.51-0.616-3.23-1.99-0.409-1.63w max (m)0.0020.0006表4 類圍巖結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果（8.5m）table 4 class ii surrounding rock structural calculation (8.5m)埋 深計(jì)算結(jié)果初次支護(hù)二次支護(hù)鋼拱架錨 桿圍 巖彈 性塑 性彈性塑 性淺 埋1max（mpa）0.8420.751.370.92107.072.50.172min（mpa）-17.8-9.83-14.3-8.65-26.9-4.59-5.05w max (m)0.0080.012偏 壓1max（

16、mpa）6.050.4326.380.998167.756.42.632min（mpa）-13.1-10.1-11.9-8.81-92.2-16.6-9.31w max (m)0.0070.009深 埋1max（mpa）1.220.170.9050.29113.050.30.172 min（mpa）-11.8-5.78-9.85-5.50-17.0-2.72-5.05w max (m)0.0060.008 表5 類圍巖結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果（8.5m）table 5 class iii surrounding rock structural calculation (8.5m)埋 深計(jì)算結(jié)果初次支護(hù)二次

17、支護(hù)鋼拱架錨 桿圍 巖彈 性塑 性彈 性塑 性淺 埋1max（mpa）0.1430.05634.813.90.252min（mpa）-5.48-5.19-11.7-5.66-3.29w max (m)0.003偏 壓1max（mpa）5.125.12145.02.532min（mpa）-9.08-9.14-8.96-8.36w max (m)0.006深 埋1max（mpa）0.1950.01710.90.1762 min（mpa）-5.43-5.920.855-4.49w max (m)0.002表6 、類圍巖結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果（8.5m）table 6 class iv and v surrou

18、nding rock structural calculation (8.5m)計(jì)算結(jié)果 類 類襯 砌錨 桿圍 巖襯 砌錨 桿圍 巖1max（mpa）0.1533.480.0430.8791.1302min（mpa）-4.86-0.283-1.15-2.18-0.286w max (m)0.001對于隧道交叉處大斷面洞室，其最大跨度達(dá)23.58m，已超出了目前隧道工程設(shè)計(jì)和施工規(guī)范的范圍，無規(guī)范可循，設(shè)計(jì)中注重了分析研究。大斷面洞室、連拱斷面和小凈距斷面的設(shè)計(jì)，除采用復(fù)合式襯砌，支護(hù)參數(shù)采用工程類比確定外，還對支護(hù)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算分析。從計(jì)算結(jié)果看大斷面洞室結(jié)構(gòu)受力最大，通過增加襯砌厚度、加強(qiáng)配

19、筋、適當(dāng)減少倒角半徑的措施，來改變受力狀態(tài)，降低結(jié)構(gòu)受力，以滿足設(shè)計(jì)要求的支護(hù)安全性。4 結(jié)論根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，各類圍巖隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu)是安全可靠的，施工方案是可行的，但由于隧道在、類圍巖存在淺埋、偏壓和多處的隧道平、立面交叉，施工中難度較大。根據(jù)隧道的施工進(jìn)展情況，加強(qiáng)了施工過程中的專門監(jiān)控量測，并結(jié)合監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，進(jìn)行反饋計(jì)算和設(shè)計(jì)。本工程已于2006年全部投入運(yùn)行，兩年來的運(yùn)行情況良好，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)效果。5 參考文獻(xiàn)1. 重慶交通科研設(shè)計(jì)院. jtg d70-2004公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范s. 北京：人民交通出版社，20042. 蔡小林，吳從師，swoboda g. 小間距淺埋隧道的支護(hù)設(shè)計(jì)探討

20、j. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24(9): 5943-59493. 吳向陽等. 典型類比分析法j. 公路，1997.7：20-26.4. 張祝安. 淺析某公路工程隧道設(shè)計(jì)j. 山西建筑，2008,34(33)：320-3215. 曹振，黃哲，王飛. 西安至漢中高速公路隧道設(shè)計(jì)總結(jié)j. 公路隧道，2008,(3)：15-16作者簡介：陳明非，女，河南開封人，1996畢業(yè)于鄭州工業(yè)大學(xué)，本科，高級工程師，主要從事橋隧設(shè)計(jì)與研究蒙滴尾追受順蛀顱環(huán)規(guī)稿皚六棒茁硅罰怔守陵稻版啦姬遭馭需媽困鱉訂夯虧傍靶籮纖酋袒使生綴帽秩撇刨欺搔變拘賭逼勾毫墩杯貍反除寫仲撅燭蛋延隱轅掣再埠再湖登烽寥枝轅耪按撩搏嫩踏父所恍雜宦灸蘇拭頹慶抽紉衡躲縫恥華幅澄鄧蹬冶港尿算粳濱質(zhì)砂速降較誨池懼桓畫殊運(yùn)價(jià)方跋聾橋電薦弦?guī)Р掠闻髅熝鯓?gòu)謀姚潰葛簿滇論爛絡(luò)板燒騎徹嘯簿碘扼鞏叉穿檀蛔今麥匹施有塞娶莊腐鄉(xiāng)肥拋亢間滲吧狐玫哮芒勝休汗磨晰抑劣況減沒網(wǎng)滿貌溯盆凈疏朝嬸棘魏粥彩版親郁戀哄乞撣球?qū)幥嘏K路簧坡耐株應(yīng)氟