既有硐室交叉扩建段新型钢拱架支护力学性能试验研究*

刘永明

(中铁(贵州)市政工程有限公司，贵州 贵阳 550000)

本文依托贵州人防工程，通过对异形钢拱架与正常钢拱架进行数值模拟和抗弯承载力试验，得到钢拱架受弯的力学特性，并通过对实际工程中新型钢拱架的应用监测数据对比分析来验证新型钢拱架的稳定性。

1 工程概况

贵州某地下人防工程项目为省级人防指挥所暨国防动员首脑指挥工程项目，截至目前，除了此人防工程，全国所有的省级人防指挥所都完成了改建。根据项目上的钻探成果，按地层时代划分，隧道经过地段自上而下依次可分为第四系覆盖土层(Q)、三叠系中统杨柳井组三段(T2yl3)。其中，包括：①红黏土(Qel+dl) 位于隧道地表层，厚度0～3.3m；②白云岩(T2yl3)，依次分为强风化白云岩与中风化白云岩，其中强风化白云岩主要呈现块状与砂状，等级为V级，厚度为2.2～3.3m；中风化白云岩主要呈现柱状与块状，抗压强度为35.8MPa，围岩等级为Ⅳ级，厚度为3.1～4.6m。

根据设计文件要求，人防硐室支护结构不仅需承受一般地下工程中的围岩静态荷载，还需对武器攻击起到一定的防护效果，达到相应的防护等级，因此各交叉口附近的围岩开挖轮廓及支护结构必须满足断面设计要求，从而对初期支护结构的施工精度和形状提出了非常高的要求。为达到设计断面要求，通过对各交叉口形状及相对位置的分析，提出了一种Y字形主骨架+斜截断拱架的支护形式。其空间形态如图1所示。

图1 主硐室与联络通道交叉口拱架空间

2 钢拱架受力分析

2.1 钢拱架数值模拟

2.1.1模拟方案设计