成贵高铁玉京山隧道巨型溶洞顶板防护技术研究

摘要

成贵高铁玉京山隧道穿越巨型溶洞,溶洞顶板处有大直径不稳定楔形体,为防止施工过程中隧道顶部出现掉块和坍塌,提出采用涨壳式中空注浆锚杆与低预应力全黏结型锚索联合加固溶洞顶板的治理措施。采用有限元软件分别建立顶板无支护、仅设置锚杆支护及锚杆和锚索联合支护3种工况下围岩的三维数值模型,同时考虑支护滞后时顶板围岩的加固效果,通过数值模拟结果对比分析不同工况下锚杆、锚索轴力的变化规律及围岩位移、塑性区的分布规律,并提出一种有效的顶板防护措施。结果表明:1)锚杆和锚索及时支护可以有效控制顶板不稳定围岩的位移、塑性区发展,达到较好的加固效果;2)在仅设置锚杆的基础上及时施加锚索结构可以显著降低锚杆的轴力,避免锚杆因轴力太大而破坏;3)采用涨壳式中空注浆锚杆与低预应力全黏结型锚索结构对玉京山隧道溶洞顶板进行加固可以保障隧道施工安全。