华家岭黄土隧道实测的围岩变形规律及二衬安全性分析

摘要

通过现场监测试验,研究了黄土隧道围岩变形、围岩压力、初支钢拱架应变、初支与二衬间接触压力随时间变化的规律和空间分布特征,并计算得到二次衬砌的荷载分担比.另外,将实测得到二衬荷载通过荷载结构法计算得到二衬内力,求出实测荷载下的二衬安全系数.结果表明:洞身围岩在黄土范围内变形较大,泥岩范围内变形较小;围岩总变形的60%~77%在开挖后4~6 d内完成,之后持续缓慢增长8~10 d达到稳定;拱顶沉降达到稳定的平均时间为20 d,周边收敛为16 d;围岩变形达到稳定的时间与钢拱架受力时态一致;围岩压力和接触压力的变化为先快速增大、再缓慢增长、最后趋于稳定的三阶段变化规律,围岩压力会受开挖工序、开挖步骤等显著影响,拱腰处二衬在承担围岩荷载方面具有重要作用;二次衬砌结构的安全性在实测荷载下安全系数相对较大,除拱脚处外,其余各部位均由混凝土的抗压强度控制,充分发挥了混凝土的抗压性能.