卵砾石层隧道围岩稳定性分析及施工技术研究
发布时间：2021-01-16 23:58
渭武高速小山坪隧道为大断面浅埋公路隧道,主要穿越复杂的卵砾石地层,属于典型的软弱破碎岩土体结构,围岩整体自稳及成洞条件差,易坍塌,给施工带来很大的困难,开展卵砾石层隧道围岩稳定性分析及施共技术研究对同类型隧道建设具有一定的工程实践价值。本文采用理论分析、数值模拟、现场试验及监控量测等方法,开展卵砾石层隧道围岩稳定性分析及施工技术的研究,主要的工作和结论如下:（1）从勘察资料分析和围岩物理力学特性试验可以看出,小山坪隧道主要穿越地层岩性为第四系晚更新统冲洪积卵砾石土,平均厚度35m;卵砾石土体粘聚力C为0.01 1MPa,内摩擦角φ为42°,只在有约束的条件下,才具有一定的承载力;经综合分析,[BQ]值远远小于V级围岩综合分级标准250划定值。（2）首先,运用弹塑性理论模型和FLAC3D数值模型对未支护条件下不同埋深隧道围岩的塑性区半径和周边位移进行了系统分析,结果表明卵砾石层隧道开挖会发生大变形破坏和坍塌,据此提出超前预支护技术的采用和施工工法的选取是保证隧道开挖稳定的关键。其次,对小山坪隧道超前小导管、R32N自进式中空注浆锚杆等超前预加固技术的方法及作用机理进行了研究,并分析了不同...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“十三五”国家高速公路规划建设示意图
西安科技大学硕士学位论文2网的重要分支，渭武高速的建成通车标志着兰海高速全线通车，它是甘肃通达四川、重庆、贵州等出海通道的重要南出口公路，也是连接西北地区与西南地区最为便捷的交通要道。渭武高速线路全长244公里，采用双向四车道标准建设，设计速度80公里/小时，线路走向与国道212线大致相同。拟建小山坪隧道布设于武都区石门乡小山坪村，隧道围岩埋深15~80m，穿越地层岩性为第四系晚更新统冲洪积碎石土，冲积卵砾石为主多发育夹层，物相复杂，灰黄色，稍湿，密实度在稍密~密实之间，含零星漂石，隧道掌子面如图1.2所示。图1.2小山坪隧道掌子面图像小山坪隧道围岩自稳及成洞条件差，易坍塌，一般干燥状态下有一定的自稳能力，但对地下水和施工扰动较为敏感，在地下水及施工扰动作用下自稳时间迅速减校据调查及钻孔揭露可知：围岩地下水整体较贫乏，雨季时泥石流沟浅埋影响段会出现滴渗水现象，此外岩土界面易富集地下水，极有可能出现线状或淋雨状出水等非常复杂的工程地质条件，给围岩的稳定性控制和施工带来很大的困难。综上所述，本文以渭武高速小山坪隧道复杂工程地质环境为背景，开展卵砾石层隧道围岩稳定性分析及施工技术研究，为陇南区域乃至西北地区同类隧道的建设提供参考。
1绪论31.1.2研究意义在公路隧道设计和施工的所有阶段，通过分析隧道围岩的变形特征和稳定性，选择适合该地质条件的施工技术和支护措施是确保隧道安全施工及后期安全运营必不可少的条件[4]。目前卵砾石土层隧道的工程实例在国内外都不是太多，相关的设计施工经验与技术尚不成熟，施工中经常会遇到复杂的问题[5]。由于卵砾石土层地质条件恶劣，开挖时发生大变形的情况非常多，特别是开挖遇到大范围突涌水以及穿越断层破碎带，严重时会发生大规模塌方。小山坪隧道在施工过程中就出现隧道初次支护后，拱顶下沉和周边收敛过大导致的混凝土开裂掉块、钢支撑变形扭曲，如图1.3所示，带来巨大的经济损失和工期延误。因此隧道开挖前和开挖时的围岩稳定性分析非常重要，正确合理的对隧道围岩稳定性进行分析，同时选择合适的施工技术开挖隧道保证了隧道围岩的稳定，两者相辅相成。这两者是合理设计支护方式最重要的一环，这关系到隧道施工的安全、质量、经济效益等诸多问题。图1.3初次支护混凝土开裂，钢支撑变形根据卵砾石土成因及产状形态，大致可将卵砾石土分成四类[6]，如表1.1所示。我国西部地区山高，河流密集，经过千百年的积累，有为数众多的卵砾石土层，随着西部高速公路的建设，将有数量众多的公路隧道修建在卵砾石土层中，目前在复杂条件下卵砾石地层大跨浅埋公路隧道的研究相对较少，工程实际中遇到一些困难不能及时地预防与很好地解决，给施工人员带来安全隐患，并造成很大的经济损失[7]。
本文编号：2981785
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“十三五”国家高速公路规划建设示意图
西安科技大学硕士学位论文2网的重要分支，渭武高速的建成通车标志着兰海高速全线通车，它是甘肃通达四川、重庆、贵州等出海通道的重要南出口公路，也是连接西北地区与西南地区最为便捷的交通要道。渭武高速线路全长244公里，采用双向四车道标准建设，设计速度80公里/小时，线路走向与国道212线大致相同。拟建小山坪隧道布设于武都区石门乡小山坪村，隧道围岩埋深15~80m，穿越地层岩性为第四系晚更新统冲洪积碎石土，冲积卵砾石为主多发育夹层，物相复杂，灰黄色，稍湿，密实度在稍密~密实之间，含零星漂石，隧道掌子面如图1.2所示。图1.2小山坪隧道掌子面图像小山坪隧道围岩自稳及成洞条件差，易坍塌，一般干燥状态下有一定的自稳能力，但对地下水和施工扰动较为敏感，在地下水及施工扰动作用下自稳时间迅速减校据调查及钻孔揭露可知：围岩地下水整体较贫乏，雨季时泥石流沟浅埋影响段会出现滴渗水现象，此外岩土界面易富集地下水，极有可能出现线状或淋雨状出水等非常复杂的工程地质条件，给围岩的稳定性控制和施工带来很大的困难。综上所述，本文以渭武高速小山坪隧道复杂工程地质环境为背景，开展卵砾石层隧道围岩稳定性分析及施工技术研究，为陇南区域乃至西北地区同类隧道的建设提供参考。
1绪论31.1.2研究意义在公路隧道设计和施工的所有阶段，通过分析隧道围岩的变形特征和稳定性，选择适合该地质条件的施工技术和支护措施是确保隧道安全施工及后期安全运营必不可少的条件[4]。目前卵砾石土层隧道的工程实例在国内外都不是太多，相关的设计施工经验与技术尚不成熟，施工中经常会遇到复杂的问题[5]。由于卵砾石土层地质条件恶劣，开挖时发生大变形的情况非常多，特别是开挖遇到大范围突涌水以及穿越断层破碎带，严重时会发生大规模塌方。小山坪隧道在施工过程中就出现隧道初次支护后，拱顶下沉和周边收敛过大导致的混凝土开裂掉块、钢支撑变形扭曲，如图1.3所示，带来巨大的经济损失和工期延误。因此隧道开挖前和开挖时的围岩稳定性分析非常重要，正确合理的对隧道围岩稳定性进行分析，同时选择合适的施工技术开挖隧道保证了隧道围岩的稳定，两者相辅相成。这两者是合理设计支护方式最重要的一环，这关系到隧道施工的安全、质量、经济效益等诸多问题。图1.3初次支护混凝土开裂，钢支撑变形根据卵砾石土成因及产状形态，大致可将卵砾石土分成四类[6]，如表1.1所示。我国西部地区山高，河流密集，经过千百年的积累，有为数众多的卵砾石土层，随着西部高速公路的建设，将有数量众多的公路隧道修建在卵砾石土层中，目前在复杂条件下卵砾石地层大跨浅埋公路隧道的研究相对较少，工程实际中遇到一些困难不能及时地预防与很好地解决，给施工人员带来安全隐患，并造成很大的经济损失[7]。
本文编号：2981785
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