超大断面浅埋软弱围岩市政隧道施工工法研究

发布时间：2020-06-17 07:38

【摘要】：随着市政道路里程数的不断增加,隧道断面不断增大。由于超大断面隧道施工工法具有一定的条件限制。本文基于有限元数值模拟软件,以师院隧道为背景,对超大断面浅埋软弱围岩市政隧道施工工法开展研究。通过结合隧道断面及工法特点,结合初期支护、临时支护的施作顺序,逐一分析各个工序的施工流程及初期支护、临时支护的施工流程及操作要点,制定出详细的施工步骤、工艺;同时通过对施工过程的监控量测数据结果进行评定,动态的反馈施工工法的施工质量,确保隧道施工安全。本文的研究内容和结论如下:(1)采用井字型双侧壁导坑9步法开挖隧道,通过观察隧道围岩位移变化情况,得到了隧道围岩位移的变化规律,对隧道施工具有指导意义。(2)当围岩受到开挖扰动时,围岩变形率较大,但随着时间的推移,变形率逐渐减小,直至稳定。采用井字型双侧壁导坑9步法开挖隧道,隧道左部围岩水平位移大于右部围岩水平位移。(3)在隧道开挖之前,由于岩体的自重和地质结构,岩体中存在初始地应力。隧道开挖时,当隧道开挖减轻了约束并破坏了岩体中的原始平衡状态时,隧道围岩从相对静止状态变为波动状态,围岩力图达到新的平衡,其应力和应变开始新的运动。由于运动的作用,最终周围岩石的压力恢复了新的平衡。(4)通过对采用井字型双侧壁导坑9步法,分析采用9步法开挖隧道其围岩的位移和应力实如何变化的。可以看出,当挖掘隧道时,在隧道的上部发生向下位移,并且周围的岩石由于应力而被释放。垂直应力变小,围岩在隧道底部产生向上位移。由于隆起,围岩因应力释放,围岩的垂直应力在此范围内减小。在隧道拱底和边墙位置由于受到上部围岩向下部的力以及受向上作用于下部围岩的力的共同作用,其中岩体被挤压并且垂直应力增加。(5)师院隧道本阶段监测数据均处于控制范围内,无较大异常变形值,变形值未超过预警值,未发现初期支护喷层混凝土开裂、钢拱架(格栅)弯曲变形、拱顶喷层混凝土剥落等异常情况。(6)基于第三方监控量测结果,隧道沉降最大值远小于隧道可正常施工的警戒值,说明隧道采用井字形双侧壁导坑9步法施工及施工图所用的支护措施进行施工是合理、可行的。在施工过程中,有效控制了隧道上方位置的地面沉降和初期的支护变形。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U455.4
【图文】：

技术路线图

图2-1双侧壁导坑法

【参考文献】

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本文编号：2717290