隧道穿越第三系砂泥岩施工变形控制措施研究

发布时间：2020-07-04 19:15

【摘要】：本文依托于哈牡客专爱民隧道实际工程,通过现场施工监测和数值模拟,分析了隧道穿越第三系砂泥岩的施工变形控制措施。论文的主要工作和成果如下:(1)进行了预加固机理的分析,分别从渗透注浆、劈裂注浆和压密注浆三个方面论述了注浆过程中,浆液在周围围岩中以哪种形式扩散以及最终达到的注浆效果。(2)通过对现场实际的DK293+587(未注浆)、DK293+626(周边帷幕注浆)两个断面的监控量测,将数据整理分析之后得出:在DK293+587断面,由于变形控制措施的不理想,这部分的围岩变形量大,尤其是拱顶的沉降,已经达到了-64.3cm,变形过程中呈现出初期变形量较大、速率快和最终达到稳定所持续的时间长的特点。受力方面出现偏压的现象,钢拱架最终的稳定应力最大为-453MPa,已经达到屈服状态。在DK293+626断面周边帷幕注浆之后,位移情况得到改善,到达稳定的时间明显缩短,拱顶的沉降值仅为-16cm,减小了3/4,钢拱架最终的稳定应力最大为-209MPa,下降了一半。(3)模拟了隧道无预加固措施、隧道周边帷幕注浆、隧道超前大管棚三种情况之下的隧道开挖。无超前预加固措施的模拟结果:位移方面拱顶的沉降值为-65.59cm,中台阶处的左右水平位移值分别为19.15cm、11.22cm,与现场实际监测的结果接近。而采取隧道周边帷幕注浆之后的模拟结果:拱顶沉降值为-17.42cm,中台阶处的左右水平位移值分别为9.62cm、5.72cm,与实际拱顶-16cm,中台阶8.5cm、3.8cm相比基本吻合。无超前预加固的钢拱架应力拱顶结果为-311.15MPa,隧道周边帷幕注浆,拱顶的应力则为-138MPa,二者均与实际测量结果较为吻合。(4)通过对于80°、100°、120°三种超前加固范围的超前大管棚模拟,左侧拱腰处竖向位移分析,结果分别为-53.21cm、-51.13cm、-44.41cm。因为隧道施工过程中预留变形量为50cm,所以,只有120°的加固范围更能满足要求。但120°的加固范围所呈现的模拟结果相较于帷幕注浆,效果不是十分理想,故应该采取帷幕注浆的施工变形控制措施。(5)通过运用理论分析法、检查孔法和开挖揭露注浆情况,对于实际采取的帷幕注浆效果进行评定,得出帷幕注浆措施的实施对于现场较为松散的地层有着明显的加固作用,满足开挖的要求,施工得以顺利进行。
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U455.4
【图文】：

向南一直至石头河子一带，为北北东走向，长 66km，穿过层为一岩石圈断裂，循此断裂有第四纪玄武岩浆的多期活动，在牡丹个第四纪火山口分布，断层带内沉积巨厚层白垩系和厚层下第三系地时期中仍有活动。图 2.1 表明了开挖后所裸露的围岩。

（三）地层岩性本论文研究的是隧道 DK293+280~DK293+650，其纵断面如图 1，图中红色区域为的范围。该段地层为第四系全新统坡洪积层（Q4dl+pl）、第三系（ ）玄武岩、砂泥岩,具体地层岩性如图 2.2。

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本文编号：2741472