【摘要】:依托工程隧道洞身处在残积砂质粘土和中风化花岗岩软硬岩相结合的复杂地质条件中,且存在地形偏压和左右线不等高程差的情况,隧道埋深较浅,围岩受力复杂,偏压普遍存在。除此之外,地形偏压和小净距隧道左右线不等高程差在施工过程中的相互影响,导致围岩应力分布及衬砌受力变形状况更加复杂,不但在设计上存在诸多困难,而且增加了隧道施工变形和稳定控制的难度,稍有不慎,就会造成塌方等安全事故。因此能否确保安全、可靠、顺利、如期的实现隧道工程竣工,是偏压不等高程小净距隧道施工的关键所在。全面了解和掌握偏压不等高程浅埋小净距隧道的施工特点,总结围岩和支护结构在施工过程中的变形规律,显得尤为迫切。本文对海新2号隧道依托工程进行了数值模拟,选取了合适的本构模型,在本构模型、岩土参数、支护结构属性和双侧壁导坑施工方法不变的情况下,展开了以下研究工作:(1)针对依托工程提出了围岩压力不对称差值百分比、围岩抗剪安全系数、衬砌结构安全系数及位移四个数值分析指标,为后续理论数值建模提供判据准则。(2)研究了地形条件(地表倾角、埋深、不同高程差)对不等高程小净距隧道的围岩应力偏压程度,得到不等高程小净距隧道两洞的偏压程度随地表坡度的增加而增加,随埋深和不同高程差的增加而减小;不同地表坡度和高程差对左洞(两洞高程较低的隧洞)围岩的偏压程度影响较大,当地表坡度水平且两洞高程差40m时,两洞围岩应力仍处于偏压状态且在小净距影响范围之内,当地表水平且净距保持11.5m不变,两洞高程差≥40m时,右洞(两洞高程较高的隧洞)由于埋深浅、施工工艺等原因一直处于偏压状态,但左洞(两洞高程较低的隧洞)围岩应力不对称性已经约≤10%,偏压程度甚小,也从侧面反映出当两洞高程差≥40m时,该不等高程隧道已经不在小净距范畴之内,在针对此类隧道设计与施工时,为简化其过程,可看作是无偏压隧道。(3)从位移和支护结构安全系数角度进行了右洞洞口不同超前支护结构方案的对比研究,得到隧道右洞洞口段地表建议采用砂浆锚杆和喷射混凝土加固地表,拱顶上方采用超前管棚加固,左、右洞之间采用抗滑桩。(4)从位移、支护结构内力、围岩力学方面进行了左洞洞口平面小净距隧道不同施工顺序的对比研究,得到小净距隧道区段,隧道采用两洞并行的施工顺序较为合理。(5)对进洞口段100m范围内小净距隧道进行了三维近似仿真模拟,主要从水平收敛位移、竖向收敛位移和地表沉降角度对比分析了基于双侧壁导坑法施工的4种台阶步距的位移变化趋势,得到两洞双侧壁导坑法施工时的导坑台阶步距采用5m为宜。(6)建立研究所得最优施工方案的隧道数值模型,并将其与现场监控量测数据进行了位移分析对比,综合所有因素考虑,现场小净距隧道施工右洞采用双侧壁导坑法,左洞采用三台阶法。
【图文】: 图 1.1 山岭隧道典型施工方法分类近年来,由于施工机械的发展,,以及传统矿山法明显不符合岩石力学的基本原理和不经济,已逐渐被新奥法所取代。新奥法—奥地利隧道施工法,是奥地利隧道工程师腊布希维首先提出的[55]。它是以控制爆破(光面爆破、预裂爆破等)
隧道施工力学原理示意图
【学位授予单位】:贵州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:U455.4
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 杨峰;阳军生;张学民;赵炼恒;;黏土不排水条件下浅埋隧道稳定性上限有限元分析[J];岩石力学与工程学报;2010年S2期
2 蔡伟;张晨旭;;小净距公路隧道的研究现状[J];山西建筑;2010年22期
3 杨峰;阳军生;赵炼恒;;浅埋隧道工作面破坏模式与支护反力研究[J];岩土工程学报;2010年02期
4 孙文昊;;土质地层中盾构隧道垂直荷载计算方法探讨[J];铁道工程学报;2009年10期
5 张辉;张子新;黄宏伟;杜菊红;;偏压错台小净距隧道力学性态相似模型试验[J];同济大学学报(自然科学版);2009年02期
6 杨峰;阳军生;;浅埋隧道围岩压力确定的极限分析方法[J];工程力学;2008年07期
7 孙辉;;玉林隧道偏压进洞施工方案[J];西部探矿工程;2008年03期
8 张楠;王述红;王晓明;李飞;;含弱层围岩的隧道变形破坏过程模型实验研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期
9 黄伦海;刘伟;蒋树屏;;小净距公路隧道模型试验研究[J];公路隧道;2007年04期
10 张俊;;八仙岩隧道施工技术[J];中国水运(理论版);2007年03期
相关硕士学位论文 前5条
1 黄欣;浅埋偏压小净距隧道洞口段施工技术研究[D];中南大学;2013年
2 凌昌荣;偏压小间距隧道的荷载结构特性研究[D];同济大学;2008年
3 唐纯勇;基于正交试验设计的浅埋偏压隧道有限元分析[D];长安大学;2006年
4 杨峥;偏压双连拱隧道施工力学行为研究[D];西南交通大学;2005年
5 周建富;软弱围岩隧道施工技术[D];西南交通大学;2005年
本文编号:
2710705
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/2710705.html