穿越断层破碎带小净距隧道浅埋入口段施工方法优化研究
发布时间：2021-06-28 22:46
随着我国经济建设的不断推进,隧道工程大量涌现,小净距隧道凭借净距灵活多变、施工工艺简单、造价便于控制等优点在山岭隧道建设中大放异彩。由于隧道入口段埋深较浅,岩体破碎,施工过程中稍有不慎可能会造成边坡失稳等工程灾害。当入口段附近存在断层这一不良地质时,隧道入口段地质条件更加复杂,开挖施工更加困难,技术要求更加严苛。因此,选取何种施工组合方案进行隧道开挖直接影响隧道围岩稳定性,科学合理的施工方案不仅能充分发挥围岩自承能力,还能缩短工期,节约成本造价。与此同时,选择与施工方法相配套的预加固方法也是至关重要的,科学合理的管棚参数是充分发挥预加固作用的关键。针对以上问题,本文依托浙江省苍南县境内的大坪尾隧道工程,采用有限差分软件对其进行系统研究。主要研究内容如下:（1）基于现场监控量测数据,重点分析隧道入口段竖向位移及水平位移变化规律,以位移变化速率及位移变化加速度为主要评判依据,判断该工程开挖方案的可行性及科学性。（2）采用有限差分软件FLAC3D对小净距隧道浅埋入口段开挖进行数值模拟,对左、右两洞设计不同的开挖组合方案,分析各开挖方案对隧道围岩稳定性的影响,以得出最优的开挖方案。（3）在优化...
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１隧道入口段围岩衬砌结构??３．２大坪尾隧道监控量测方案??监控量测由必测项目和选测项目构成，根据各隧道地层地质条件、周围环境和施工??
杆??工作情况。若出现特殊情况应提高描述频率。??（２）地表沉降测量??地表沉降基准点布置于地表沉降影响范围外，测点采用地表钻孔埋设，测点周围用??水泥砂浆固定。沿隧道轴线方向设置１？２个监测断面，每个断面布置７？１１个监测点，??间距２？５ｍ，靠近隧道中线位置测点适当加密布置。在隧道施工前需对每测点进行初始??值读取，且首次读取时应取三次测量（三次量测差值小于±ｌｍｍ）的平均值作为初始值。??量测过程中各项限差需进行严格控制，每个测点读数误差不宜大于〇．３ｍｍ。其测点布置??如图３．２所示。??〇?＞＜??Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ??Ｘ?Ｑ??Ｉ?ｉ?Ａ??图３．２大坪尾隧道地表下沉量测测点布置??（３）拱顶沉降测量??拱顶下沉测点在隧道初期支护完成后设置，每个测面布置２？３个测点，具体位于拱??顶及隧道中线左右各２？３ｍ处。初始读数宜在３？６小时内完成，其它测量应在每次开挖??１２小时内取得初读数，最晚不得超过２４小时，且必须在下一循环开挖前完成。量测持??续时间宜为拱顶沉降稳定后。断面测点布置如图３．３所示。??（４）周边位移测量??周边位移测点布置于距掌子面１？２ｍ处，预埋测点由钢筋加工而成，用冲击电锤打??入岩层，用快凝水泥或锚固剂将测点固定，并在测点端头设置保护罩。初始读数宜在３？６??小时内完成，并需要反复量测，当连续量测三次的误差小于〇．１８ｍｍ时，才能确定初始??读数。其它测量应在每次开挖１２小时内取得初读数，最晚不得超过２４小时，但必须在??２０??
?第三章隧道施工现场监控量测数据分析???下一循环开挖前完成。量测持续时间宜为周边位移变形稳定后２？３周。断面测点布置如??图３．３所示。??ａ／?１??Ｓｉ?１?＼Ｔ＾??Ｉ?上下合Ｐｆｒ分界线??图３．３大坪尾隧道各断面上测点布置??３．３大坪尾隧道实测数据分析??监控量测对于隧道安全施工至为重要，贯穿整个施工过程。为更科学准确地掌握隧??道在掌子面掘进过程中的整体稳定性，更有针对性的优化下一阶段施工工艺和支护方案，??对现场监控量测数据进行处理与分析显得十分必要。左线布设３个监测断面，分别位于??ＺＫ１３＋６０５、ＺＫ１３＋６１５和ＺＫ１３＋６２５；右线布设４个监测断面，分别位于ＹＫ１３＋５５２、??ＹＫ１３＋５５８、ＹＫ１３＋５６８?和?ＹＫ１３＋５８２。??３．３．１隧道拱顶下沉监测数据处理与分析??（１）左洞拱顶下沉监测数据处理与分析??左洞入口段共设置三个监测断面，分别位于ＺＫ１３＋６０５、ＺＫ１３＋６１５、ＺＫ１３＋６２５，??每个断面设置３个隧道拱顶沉降监测点，拱顶下沉监测的数据表示测点此次量测相对于??上次量测在竖直方向的变化，负值表示下沉。监控量测随掌子面的推进实时进行？，分析??隧道拱顶沉降随时间的变化，掌握掌子面开挖对隧道围岩变形产生的影响。将三个监测??断面的代表点Ｃ点沉降值提取，绘制成隧道左洞拱顶沉降变化曲线，如图３．４所示。??从图３．４中可以看出，拱顶沉降最大值为１３．８７ｍｍ，位于ＺＫＩ３＋６丨５，三个监测断??面的拱顶沉降变化趋势一致，拱顶沉降速率均表现为先增大，后趋于稳定，再增大的变??化趋势。根据变形速率大小，拱顶沉降变化曲线可分为三个阶段，第一个是快速变形阶
【参考文献】：
期刊论文
[1]循环爆破荷载作用下小净距隧道中夹岩的累积损伤特征分析[J]. 曹峰,凌同华,李洁,黄阜. 振动与冲击. 2018(23)
[2]考虑注浆加固作用的非圆形隧道应力和变形解析解[J]. 李岩松,陈寿根. 中国公路学报. 2018(10)
[3]隧道施工塌方事故分析与控制[J]. 侯艳娟,张顶立,李奥. 现代隧道技术. 2018(01)
[4]分岔隧道过渡段的爆破振动特性研究[J]. 凌同华,曹峰,张胜,张亮,谷淡平. 振动与冲击. 2018(02)
[5]粉质黏土隧道超前支护作用效果研究[J]. 李术才,陈红宾,章冲,龚英杰,李会良,丁万涛,王琦. 岩土力学. 2017(S2)
[6]复杂隧道围岩安全性及其评价方法[J]. 张顶立,台启民,房倩. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
[7]深埋隧道断层段循环进尺优化模拟研究[J]. 凌同华,周凯,谢伟华,何瀚. 交通科学与工程. 2016(02)
[8]上覆岩层厚度对小净距隧道稳定性的影响[J]. 凌同华,邓杰夫,吴联迎,唐旗. 交通科学与工程. 2015(04)
[9]浅埋偏压大跨花岗岩残积土小净距隧道合理间距研究[J]. 陈秋南,赵磊军,谢小鱼,贺成斌,曹运江. 中南大学学报(自然科学版). 2015(09)
[10]穿越断层破碎带深埋隧道围岩失稳的突变理论分析[J]. 宋瑞刚,张顶立,文明. 土木工程学报. 2015(S1)
本文编号：3255173
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．１隧道入口段围岩衬砌结构??３．２大坪尾隧道监控量测方案??监控量测由必测项目和选测项目构成，根据各隧道地层地质条件、周围环境和施工??
杆??工作情况。若出现特殊情况应提高描述频率。??（２）地表沉降测量??地表沉降基准点布置于地表沉降影响范围外，测点采用地表钻孔埋设，测点周围用??水泥砂浆固定。沿隧道轴线方向设置１？２个监测断面，每个断面布置７？１１个监测点，??间距２？５ｍ，靠近隧道中线位置测点适当加密布置。在隧道施工前需对每测点进行初始??值读取，且首次读取时应取三次测量（三次量测差值小于±ｌｍｍ）的平均值作为初始值。??量测过程中各项限差需进行严格控制，每个测点读数误差不宜大于〇．３ｍｍ。其测点布置??如图３．２所示。??〇?＞＜??Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ?Ｘ??Ｘ?Ｑ??Ｉ?ｉ?Ａ??图３．２大坪尾隧道地表下沉量测测点布置??（３）拱顶沉降测量??拱顶下沉测点在隧道初期支护完成后设置，每个测面布置２？３个测点，具体位于拱??顶及隧道中线左右各２？３ｍ处。初始读数宜在３？６小时内完成，其它测量应在每次开挖??１２小时内取得初读数，最晚不得超过２４小时，且必须在下一循环开挖前完成。量测持??续时间宜为拱顶沉降稳定后。断面测点布置如图３．３所示。??（４）周边位移测量??周边位移测点布置于距掌子面１？２ｍ处，预埋测点由钢筋加工而成，用冲击电锤打??入岩层，用快凝水泥或锚固剂将测点固定，并在测点端头设置保护罩。初始读数宜在３？６??小时内完成，并需要反复量测，当连续量测三次的误差小于〇．１８ｍｍ时，才能确定初始??读数。其它测量应在每次开挖１２小时内取得初读数，最晚不得超过２４小时，但必须在??２０??
?第三章隧道施工现场监控量测数据分析???下一循环开挖前完成。量测持续时间宜为周边位移变形稳定后２？３周。断面测点布置如??图３．３所示。??ａ／?１??Ｓｉ?１?＼Ｔ＾??Ｉ?上下合Ｐｆｒ分界线??图３．３大坪尾隧道各断面上测点布置??３．３大坪尾隧道实测数据分析??监控量测对于隧道安全施工至为重要，贯穿整个施工过程。为更科学准确地掌握隧??道在掌子面掘进过程中的整体稳定性，更有针对性的优化下一阶段施工工艺和支护方案，??对现场监控量测数据进行处理与分析显得十分必要。左线布设３个监测断面，分别位于??ＺＫ１３＋６０５、ＺＫ１３＋６１５和ＺＫ１３＋６２５；右线布设４个监测断面，分别位于ＹＫ１３＋５５２、??ＹＫ１３＋５５８、ＹＫ１３＋５６８?和?ＹＫ１３＋５８２。??３．３．１隧道拱顶下沉监测数据处理与分析??（１）左洞拱顶下沉监测数据处理与分析??左洞入口段共设置三个监测断面，分别位于ＺＫ１３＋６０５、ＺＫ１３＋６１５、ＺＫ１３＋６２５，??每个断面设置３个隧道拱顶沉降监测点，拱顶下沉监测的数据表示测点此次量测相对于??上次量测在竖直方向的变化，负值表示下沉。监控量测随掌子面的推进实时进行？，分析??隧道拱顶沉降随时间的变化，掌握掌子面开挖对隧道围岩变形产生的影响。将三个监测??断面的代表点Ｃ点沉降值提取，绘制成隧道左洞拱顶沉降变化曲线，如图３．４所示。??从图３．４中可以看出，拱顶沉降最大值为１３．８７ｍｍ，位于ＺＫＩ３＋６丨５，三个监测断??面的拱顶沉降变化趋势一致，拱顶沉降速率均表现为先增大，后趋于稳定，再增大的变??化趋势。根据变形速率大小，拱顶沉降变化曲线可分为三个阶段，第一个是快速变形阶
【参考文献】：
期刊论文
[1]循环爆破荷载作用下小净距隧道中夹岩的累积损伤特征分析[J]. 曹峰,凌同华,李洁,黄阜. 振动与冲击. 2018(23)
[2]考虑注浆加固作用的非圆形隧道应力和变形解析解[J]. 李岩松,陈寿根. 中国公路学报. 2018(10)
[3]隧道施工塌方事故分析与控制[J]. 侯艳娟,张顶立,李奥. 现代隧道技术. 2018(01)
[4]分岔隧道过渡段的爆破振动特性研究[J]. 凌同华,曹峰,张胜,张亮,谷淡平. 振动与冲击. 2018(02)
[5]粉质黏土隧道超前支护作用效果研究[J]. 李术才,陈红宾,章冲,龚英杰,李会良,丁万涛,王琦. 岩土力学. 2017(S2)
[6]复杂隧道围岩安全性及其评价方法[J]. 张顶立,台启民,房倩. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
[7]深埋隧道断层段循环进尺优化模拟研究[J]. 凌同华,周凯,谢伟华,何瀚. 交通科学与工程. 2016(02)
[8]上覆岩层厚度对小净距隧道稳定性的影响[J]. 凌同华,邓杰夫,吴联迎,唐旗. 交通科学与工程. 2015(04)
[9]浅埋偏压大跨花岗岩残积土小净距隧道合理间距研究[J]. 陈秋南,赵磊军,谢小鱼,贺成斌,曹运江. 中南大学学报(自然科学版). 2015(09)
[10]穿越断层破碎带深埋隧道围岩失稳的突变理论分析[J]. 宋瑞刚,张顶立,文明. 土木工程学报. 2015(S1)
本文编号：3255173
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