大中山1#偏压连拱隧道围岩应力分析及施工方案优化

发布时间：2017-09-21 07:20

  本文关键词：大中山1#偏压连拱隧道围岩应力分析及施工方案优化

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【摘要】：我国是世界上基础设施建设发展最快的国家之一,公路建设作为带动经济腾飞的支柱产业之一,发展尤为迅猛。作为多山地国家,在路网建设中连拱隧道是较为常见的隧道结构形式。复杂的地形地质条件、线路选型、工程施工顺序及施工方法都是连拱隧道施工过程中产生偏压的原因。因而,在地形、隧道选址均无法改变的情况下,地形偏压相对而言较为确定,在连拱隧道洞身结构较为复杂的情况下,施工的工序对隧道各部位受力有较大影响。因此,通过调整施工顺序及作业方法等因素对研究隧道结构偏压具有较大的实际意义。本文以云南省石红高速公路大中山1号偏压连拱隧道为工程背景,选取大中山1号隧道出口段为研究对象,采用中导洞-台阶法开挖模拟了9种不同工况的作业方案,通过选择不同施工作业顺序和不同左、右幅掌子面错距,通过相互组合,建立偏压连拱隧道的整体三维数值模型；运用数值模拟软件,模拟不同工况下施工作业过程中围岩应力与位移、中隔墙应力与位移、二次衬砌应力的变化情况。得出如下结论：在连拱隧道施工过程中,先进行浅埋侧隧道施工,与此同时,左、右幅隧道掌子面距离控制在2.5～3.0倍洞径之间较为合理。结合模拟分析结论,进一步分析上下台阶错距在6m、12m、18m、24m四种情况下在施工过程对围岩应力与位移、中隔墙应力与位移的变化情况,得出隧道施工作业过程中上、下台阶错距控制在0.5倍洞径更有利于施工。通过对大中山1号隧道的监控量测数据进行分析,研究左、右幅隧道在施工作业过程中围岩的变形、二衬应力的相应变化,对比数值模拟结果,三维数值模拟计算分析结果具有较大的可靠性。同时根据先行洞二次衬砌混凝土裂缝变化的监测结果分析,得出隧道在作业全程中处于稳定状态。
【关键词】：偏压 连拱隧道 施工顺序 数值模拟 监控量测
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 选题的背景和意义10-11
• 1.2 国内外连拱隧道发展现状11-13
• 1.3 偏压连拱隧道研究中的不足13
• 1.4 主要研究内容和方法13-15
• 第二章 偏压连拱隧道理论分析15-23
• 2.1 连拱隧道理论计算15-17
• 2.2 偏压产生原因17-19
• 2.3 连拱隧道主要施工方案及优缺点19-20
• 2.4 连拱隧道常见的支护形式20-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 大中山1号隧道工程概况23-29
• 3.1 工程地质及水文地质特征23-25
• 3.2 隧道施工概况25-28
• 3.3 本章小结28-29
• 第四章 偏压连拱隧道施工作业的模拟分析29-58
• 4.1 MIDAS/GTS程序简介29-30
• 4.2 隧道模拟方案设计30-32
• 4.3 施工顺序及左右幅隧道错距分析32-51
• 4.4 上下台阶合理间距分析51-56
• 4.5 本章小结56-58
• 第五章 大中山1号隧道监控量测分析58-70
• 5.1 现场监控量测58-62
• 5.2 洞口段监控量测数据分析62-68
• 5.3 本章小结68-70
• 第六章 结论与展望70-72
• 6.1 主要结论70-71
• 6.2 不足与展望71-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-76
• 附录A 攻读硕士学位期间主要研究成果76

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