重庆驸马长江大桥隧道锚洞室的开挖效应分析

发布时间：2017-04-11 19:23

  本文关键词：重庆驸马长江大桥隧道锚洞室的开挖效应分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：隧道锚是悬索桥锚碇的主要形式之一,它通过在岩土体中开挖腔室,在腔室中浇筑混凝土,与围岩一同形成锚碇来承受大桥缆索的拉力。隧道锚硐室开挖对围岩及上覆岩体的稳定性影响是工程建设中需要关注的一个课题,也是工程施工安全的一个重要环节。重庆驸马长江大桥是某高速公路跨越长江的重要控制性工程,悬索桥南岸采用隧道锚,隧道锚上覆岩体较薄弱,硐室开挖断面较大,属于浅埋大断面软岩隧道,且在前锚室地表开挖有施工便道,进一步削弱了隧道锚硐室的埋藏深度,不利于隧道锚上部岩体的自稳。因此隧道锚硐室开挖施工安全性、围岩的承载能力及长期稳定性、上覆岩体地表的沉降问题等是工程建设关注的主要问题。本文介绍了研究对象的工程地质与环境条件,探讨了硐室及上覆岩土体稳定性的监控量测方案,并基于现场实测得到的监测成果,分析了隧道开挖过程中地表及硐室围岩的变形破坏特征与影响因素,随后,建立了地质力学模型,采用Flac软件对隧道锚硐室开挖过程进行数值模拟分析,并与实测成果进行了对比分析,评价了硐室围岩的稳定性。通过研究得到的结论和认识主要有以下几点:(1)浅埋隧道上覆地层中不易形成稳定的压力拱,隧道腔室的开挖对上覆岩土体地表沉降变形影响较大,硐室的超前支护等及时的支护措施是保证山体变形稳定的关键。(2)隧道锚进口段上覆岩体地表施工便道的开挖,对地层产生了扰动,进一步削弱了隧道锚硐室的埋藏深度,不利于上覆地层的稳定。(3)砂岩/泥岩互层的软岩隧道对地表渗水的敏感性强烈,涌水流砂是隧道围岩及上覆岩土体变形的重要诱因。(4)洞脸边坡的支护措施能够有效地抑制隧道上覆地层向临空侧变形,硐室的闭合支护结构能够较好地约束围岩变形的发展,不利之处在于:地层中发生较大变形时,围岩将施加给支护结构较大的应力,可能导致支护结构的拉裂。(5)隧道锚围岩松弛影响深度均小于1m,前锚室范围岩体质量相对较差,锚塞体范围岩体质量相对较好。(6)通过对隧道锚硐室开挖进行数值模拟分析,得出了应力、位移场以及塑性区的的分布规律,数值计算结果与监测分析结果具有很好的一致性。
【关键词】：隧道锚硐室 监控量测 数值模拟 变形特征 稳定性评价
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.25
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-19
• 1.1 选题依据与研究意义9-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 浅埋隧道开挖对地表变形的研究12-14
• 1.2.2 隧道围岩变形与稳定性的研究14-17
• 1.3 主要研究内容及技术路线17-19
• 第2章 工程地质环境条件19-27
• 2.1 地形地貌19
• 2.2 地层岩性19-22
• 2.3 地质构造22-24
• 2.4 水文地质特征24
• 2.5 岩土体物理力学性质24-26
• 2.6 地震与新构造运动26-27
• 第3章 监控量测方案设计27-41
• 3.1 边坡和硐室设计参数及施工方法27-30
• 3.1.1 边坡及硐室支护参数27-28
• 3.1.2 隧道锚边坡及硐室施工方法28-30
• 3.2 施工期监控量测方案30-35
• 3.2.1 山体地表位移监控量测32-33
• 3.2.2 山体内部位移监控量测33
• 3.2.3 隧道锚硐室围岩监控量测33-34
• 3.2.4 隧道围岩松弛圈声波检测34-35
• 3.3 监测仪器安装埋设35-41
• 3.3.1 地表位移监测墩的安装35
• 3.3.2 测斜管安装35-37
• 3.3.3 钢拱架应变计安装37
• 3.3.4 锚杆轴力计37-38
• 3.3.5 多点位移计38-41
• 第4章 隧道锚山体及围岩变形特征分析41-67
• 4.1 山体地表位移监测成果分析41-48
• 4.1.1 地表变形过程分析41-45
• 4.1.2 地表变形最终结果分析45-48
• 4.2 测斜仪监测成果分析48-54
• 4.2.1 地表变形特征48-49
• 4.2.2 山体内部变形特征49-54
• 4.3 围岩内部位移监测成果分析54-60
• 4.3.1 左洞 0+005断面围岩内部位移监测成果分析54-57
• 4.3.2 右洞 0+005断面围岩内部位移监测成果分析57-60
• 4.4 围岩-支护结构受力特征分析60-62
• 4.5 围岩声波检测成果分析62-65
• 4.6 小结65-67
• 第5章 隧道锚硐室开挖稳定性数值分析及评价67-83
• 5.1 围岩稳定性分析计算条件67-71
• 5.1.1 工程地质模型67-68
• 5.1.2 围岩支护模拟68-69
• 5.1.3 隧道锚施工开挖过程概化69-70
• 5.1.4 岩体力学参数选定70-71
• 5.2 围岩稳定性分析计算71-81
• 5.2.1 围岩变形分析72-77
• 5.2.2 围岩应力场分析77-78
• 5.2.3 围岩塑性区分析78-81
• 5.3 隧道锚硐室开挖稳定性评价81-83
• 结论83-85
• 致谢85-87
• 参考文献87-90

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