中条山隧道穿越断层破碎带施工技术研究与安全风险分析

发布时间：2020-07-09 09:34

【摘要】：现当下,在长大隧道的施工与设计过程中,大多数隧道的特点均是集中在长度较长、埋深较深上等方面。随着公路与铁路中的长大隧道的数量逐渐增多,对长大隧道的研究、施工方法技术等的更新换代也更加频繁。在长大隧道中往往含有其他不良地质条件:岩爆、断层、富水带、高地应力等,随之而来的是施工难度的加大和施工组织的繁重。首先,本文针对中条山隧道为背景,为了解决长大隧道在穿越断层破碎带时的施工技术难点,并采用MIDAS-GTS软件对F1和F3两个断层破碎带地段的施工方案进行模拟。在计算结果理论支撑下,围绕CRD法和三台阶法,针对地层的变形、支护结构的内力、应力等作为主要分析对象,得到一些有价值的结论。在确定中条山隧道的屈服准则以及工程参数的基础上,建立二维有限元分析模型,从围岩地层的初始平衡状态到对隧道开挖完成之后,分别从围岩的变形、应力、支护的变形、应力场的分布等角度开展了对比研究。其次,针对F1断层带建立带有加固圈在内的五种工况的MIDAS模型,分析加固圈的大小对于地层变形以及支护结构受力的影响。由分析可知,在长大隧道中施作3 m厚的加固圈是比较经济且安全的。最后,在风险分析的理论支撑下,针对中条山隧道的施工、工期、结构三方面进行风险分析,得知中条山隧道总体上衬砌结构安全,一般围岩段的常规支护参数设计大都能够满足结构安全性要求,但是在F1、F3断层破碎带、大变形地段和黄土地段等都要采取相应措施,加强支护强度,以消除结构安全隐患。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U455.4
【图文】：

用的支护为刚性支护：主动开挖之后先以 0.8衬板，随后浇筑混凝土二衬，二衬厚度达到隧道的支护变形率很大，且远远大于同一埋大量破坏，最终只能采用钢纤维加筋混凝土隧道的支护采用了柔性支护：根据新奥法的锚杆，具体在施工过程中加长到了 13 m，随土，二次衬砌为 45 cm 厚的普通混凝土，最终位移为 5.6 mm。，较刚性支护而言，柔性支护中的锚杆是对到了有效的支撑。迄今为止我国隧道行业最为著名的隧道之一图 1-2 惠那山二期隧道支护示意图

第二章 中条山隧道工程概况概况隧道右线起点桩号为 YK5+673.563~YK15+282，隧道的入口曲线半径 R=3000 m，出口也是曲线，此处曲线半径 R=3600 上是直线，长为9609 m，隧道纵坡为1.92%；左线起点桩号为Z80.038，隧道入口段是曲线。曲线半径为 R=3400 m，出口也是的长度为 9 609 m，该处的隧道纵坡 1.92%。埋深方面，隧道，是一条深埋公路隧道。隧道及其周边的交通位置图如图 2-1 所示。

中条山隧道地层结构法计算模型

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本文编号：2747281