超小横净距黄土铁路隧道施工力学特征及施工工法的优化研究
发布时间：2022-01-15 18:58
随着我国交通的快速发展以及西部大开发战略的落实,穿越黄土地区的铁路隧道越来越多。黄土独特的物理力学性质对隧道结构造成了潜在不利影响,对隧道的施工提出了巨大挑战,尤其是超小横净距黄土隧道。而隧道建设中,施工工法的合理选取是确保其快速安全施工的关键前提。因此,对超小横净距黄土隧道的施工工法进行研究具有重要意义。鉴于此,本文提出了基于层次分析法的施工工法优化方法,开展了超小横净距黄土隧道施工工法的优化研究,为超小横净距黄土隧道施工工法的优化选取提供支撑。在此基础上,结合工程实际情况分析确定适合新建安家庄隧道的施工工法并应用,验证了该方法的合理性。论文的主要工作及研究成果如下:（1）对新建安家庄隧道的围岩进行物理力学试验,得到该隧道围岩的基本物理力学指标,并研究了既有铁路通车产生的振动荷载对新建隧道围岩力学性质的影响,为后续数值计算提供计算依据。（2）以新建安家庄隧道转辙机扩挖段的断面尺寸为基础,考虑隧道埋深、间距以及仰拱到掌子面距离等因素,数值模拟了黄土隧道全断面法、环形开挖留核心土法、三台阶七步开挖法、中隔壁法（CD法）、交叉中壁法（CRD法）和双侧壁导坑法6种施工工法的开挖过程,得到了各...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２新建安家庄隧道平面位置图??Ｆｉｇ．２?Ｌａｙｏｕｔ?ｏｆ?Ａｎｊｉａｚｈｕａｎｇ?ｔｕｎｎｅｌ??
?新建山西豫能兴鹤铁路安家庄隧道位于瓦日铁路和肖家洼铁路之间，两侧铁路均??己建成通车，左侧为瓦日铁路，右侧为肖家洼铁路（图３）。新建安家庄隧道与两侧隧??道近接，入口端与肖家洼铁路隧道道最小间距仅１．１ｍ，与瓦日铁路隧道最小间距为??１９．７ｍ，这对新建安家庄隧道的施工安全构成严峻挑战ｆＷ。??國??图３新建安家庄隧道现场位置图??Ｆｉｇ．３?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ａｎｊｉａｚｈｕａｎｇ?Ｔｕｎｎｅｌ??２．１．２地质条件??新建安家庄隧道地处黄土高原低山区，地势自东向西倾斜。由于受到地表水长期??的侵蚀、冲刷和切割，沟壑发育，沟壁陡立，局部发育滑坡、溜坍等不良地质现象。??根据现场勘测调查，隧道中地层的分布相对简单，隧道洞身范围内岩性以第四系上更??新统黄土和第三系上新统红黏土为主。其中，自隧道进口端约１１０ｍ范围为第三系上新??统红黏土，其余长约２５７ｍ的洞段为第四系上更新统黄土，二者交界面夹角约７０°?（图??２）。岩性特征分述如下：
??黄土试验土样取自新建安家庄隧道Ｄ１２Ｋ０＋６９７洞口端，红黏土试验土样取自距??Ｄ１２Ｋ０＋６９７洞口端约２０ｍ处。工程现场利用环刀对原状土进行切土取样（图４）。所??取土样为直径６１．８ｍｍ、高２０ｍｍ的圆柱体试样。??ｉＭＷｉｒ??（ａ）红黏土?（ｆｃ）黄土??图４所取岩样图??Ｆｉｇ．４?Ｒｏｃｋ?ｓａｍｐｌｅｓ??２．３围岩的基本物理性质测试??含水率和密度都是土的基本物理性质指标，也是计算孔隙比以及评价土类性质的??依据。为了认识新建安家庄隧道工程区域围岩的物理力学特性，针对新建安家庄隧道??围岩开展了密度和含水率试验。??根据相关土工试验规程［７６，７７］，采用烘干法测量安家庄隧道围岩的含水率，环刀法??测量安家庄隧道围岩的密度。??含水率按公式（２．１）计算：??－１１?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]临线列车振动下黄土隧道围岩振陷力学特性及工程处理措施[J]. 霍晓斌,罗忠明,杨凡杰,李攀,张王杰,金韵哲. 土工基础. 2018(06)
[2]振动荷载下安家庄隧道红黏土工程力学特性研究[J]. 李攀,杨凡杰,周辉,张传庆,周杰,刘凤超. 矿业研究与开发. 2018(11)
[3]不同开挖方法偏压大跨隧道围岩稳定性对比分析[J]. 耿招,张彬,李伟瀚,黄峰,王汉勋. 工程地质学报. 2018(04)
[4]小净距隧道下穿既有地铁车站施工方法研究[J]. 王明均,崔文辉,赵向忠,张国强. 地下空间与工程学报. 2018(S1)
[5]安家庄隧道施工对相邻已营运隧道安全性的评估[J]. 周杰,罗军镪,杨凡杰,张王杰,李攀,金韵哲. 土工基础. 2018(02)
[6]穿越城区连拱隧道合理施工工法研究[J]. 王明年,蔡闽金,徐湉源,于丽,梁爽. 铁道标准设计. 2017(10)
[7]四车道大跨度浅埋黄土隧道开挖方案数值分析[J]. 昝文博,赖金星,邱军领,张玉伟. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2017(01)
[8]隧道开挖方法对邻近既有桥梁影响的数值分析[J]. 刘金山. 铁道建筑. 2016(04)
[9]黄土隧道开挖方法及沉降处理措施[J]. 周仁. 路基工程. 2015(06)
[10]大跨小间距黄土隧道支护体系及施工方法研究[J]. 谭忠盛,孟德鑫,石新栋,姬同庚,何历超. 中国公路学报. 2015(11)
博士论文
[1]特大断面板岩隧道围岩变形特征及控制技术研究[D]. 张良刚.中国地质大学 2014
[2]黄土公路隧道设计与施工技术研究[D]. 康军.长安大学 2006
硕士论文
[1]五峰山隧道开挖方法与围岩稳定性研究[D]. 彭伟.重庆交通大学 2017
[2]浅埋大断面软弱围岩隧道进洞技术研究[D]. 房海勃.西安工业大学 2017
[3]特大断面小净距隧道支护力学特性及施工方法研究[D]. 杜文涛.北京交通大学 2017
[4]特大断面隧道开挖方法优化分析及施工响应研究[D]. 黄惟.福建工程学院 2017
[5]隧道开挖方法与其压力拱高度研究[D]. 罗伟.重庆交通大学 2016
[6]城市小净距公路隧道开挖方法的力学行为研究[D]. 苏芳芮.重庆交通大学 2014
[7]开挖方式对小净距黄土隧道围岩变形影响研究[D]. 任明明.郑州大学 2012
[8]大跨度黄土隧道施工方法研究[D]. 王拓新.长安大学 2012
[9]黄土公路隧道施工方法对比分析[D]. 柴江.兰州理工大学 2011
[10]大断面黄土隧道支护结构力学特性研究[D]. 张翾.北京交通大学 2010
本文编号：3591150
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２新建安家庄隧道平面位置图??Ｆｉｇ．２?Ｌａｙｏｕｔ?ｏｆ?Ａｎｊｉａｚｈｕａｎｇ?ｔｕｎｎｅｌ??
?新建山西豫能兴鹤铁路安家庄隧道位于瓦日铁路和肖家洼铁路之间，两侧铁路均??己建成通车，左侧为瓦日铁路，右侧为肖家洼铁路（图３）。新建安家庄隧道与两侧隧??道近接，入口端与肖家洼铁路隧道道最小间距仅１．１ｍ，与瓦日铁路隧道最小间距为??１９．７ｍ，这对新建安家庄隧道的施工安全构成严峻挑战ｆＷ。??國??图３新建安家庄隧道现场位置图??Ｆｉｇ．３?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ａｎｊｉａｚｈｕａｎｇ?Ｔｕｎｎｅｌ??２．１．２地质条件??新建安家庄隧道地处黄土高原低山区，地势自东向西倾斜。由于受到地表水长期??的侵蚀、冲刷和切割，沟壑发育，沟壁陡立，局部发育滑坡、溜坍等不良地质现象。??根据现场勘测调查，隧道中地层的分布相对简单，隧道洞身范围内岩性以第四系上更??新统黄土和第三系上新统红黏土为主。其中，自隧道进口端约１１０ｍ范围为第三系上新??统红黏土，其余长约２５７ｍ的洞段为第四系上更新统黄土，二者交界面夹角约７０°?（图??２）。岩性特征分述如下：
??黄土试验土样取自新建安家庄隧道Ｄ１２Ｋ０＋６９７洞口端，红黏土试验土样取自距??Ｄ１２Ｋ０＋６９７洞口端约２０ｍ处。工程现场利用环刀对原状土进行切土取样（图４）。所??取土样为直径６１．８ｍｍ、高２０ｍｍ的圆柱体试样。??ｉＭＷｉｒ??（ａ）红黏土?（ｆｃ）黄土??图４所取岩样图??Ｆｉｇ．４?Ｒｏｃｋ?ｓａｍｐｌｅｓ??２．３围岩的基本物理性质测试??含水率和密度都是土的基本物理性质指标，也是计算孔隙比以及评价土类性质的??依据。为了认识新建安家庄隧道工程区域围岩的物理力学特性，针对新建安家庄隧道??围岩开展了密度和含水率试验。??根据相关土工试验规程［７６，７７］，采用烘干法测量安家庄隧道围岩的含水率，环刀法??测量安家庄隧道围岩的密度。??含水率按公式（２．１）计算：??－１１?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]临线列车振动下黄土隧道围岩振陷力学特性及工程处理措施[J]. 霍晓斌,罗忠明,杨凡杰,李攀,张王杰,金韵哲. 土工基础. 2018(06)
[2]振动荷载下安家庄隧道红黏土工程力学特性研究[J]. 李攀,杨凡杰,周辉,张传庆,周杰,刘凤超. 矿业研究与开发. 2018(11)
[3]不同开挖方法偏压大跨隧道围岩稳定性对比分析[J]. 耿招,张彬,李伟瀚,黄峰,王汉勋. 工程地质学报. 2018(04)
[4]小净距隧道下穿既有地铁车站施工方法研究[J]. 王明均,崔文辉,赵向忠,张国强. 地下空间与工程学报. 2018(S1)
[5]安家庄隧道施工对相邻已营运隧道安全性的评估[J]. 周杰,罗军镪,杨凡杰,张王杰,李攀,金韵哲. 土工基础. 2018(02)
[6]穿越城区连拱隧道合理施工工法研究[J]. 王明年,蔡闽金,徐湉源,于丽,梁爽. 铁道标准设计. 2017(10)
[7]四车道大跨度浅埋黄土隧道开挖方案数值分析[J]. 昝文博,赖金星,邱军领,张玉伟. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2017(01)
[8]隧道开挖方法对邻近既有桥梁影响的数值分析[J]. 刘金山. 铁道建筑. 2016(04)
[9]黄土隧道开挖方法及沉降处理措施[J]. 周仁. 路基工程. 2015(06)
[10]大跨小间距黄土隧道支护体系及施工方法研究[J]. 谭忠盛,孟德鑫,石新栋,姬同庚,何历超. 中国公路学报. 2015(11)
博士论文
[1]特大断面板岩隧道围岩变形特征及控制技术研究[D]. 张良刚.中国地质大学 2014
[2]黄土公路隧道设计与施工技术研究[D]. 康军.长安大学 2006
硕士论文
[1]五峰山隧道开挖方法与围岩稳定性研究[D]. 彭伟.重庆交通大学 2017
[2]浅埋大断面软弱围岩隧道进洞技术研究[D]. 房海勃.西安工业大学 2017
[3]特大断面小净距隧道支护力学特性及施工方法研究[D]. 杜文涛.北京交通大学 2017
[4]特大断面隧道开挖方法优化分析及施工响应研究[D]. 黄惟.福建工程学院 2017
[5]隧道开挖方法与其压力拱高度研究[D]. 罗伟.重庆交通大学 2016
[6]城市小净距公路隧道开挖方法的力学行为研究[D]. 苏芳芮.重庆交通大学 2014
[7]开挖方式对小净距黄土隧道围岩变形影响研究[D]. 任明明.郑州大学 2012
[8]大跨度黄土隧道施工方法研究[D]. 王拓新.长安大学 2012
[9]黄土公路隧道施工方法对比分析[D]. 柴江.兰州理工大学 2011
[10]大断面黄土隧道支护结构力学特性研究[D]. 张翾.北京交通大学 2010
本文编号：3591150
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