隧道施工过程的数值模拟与新奥法量测技术

发布时间：2020-07-28 13:16

【摘要】：自从改革开放以来,我国的经济进入了高速发展的阶段,国力不断提高,新的科技和技术不断地投入应用,隧道以及地下工程得到了巨大的发展和进步。如今中国已经成为世界上隧道和地下工程的数量最多、长度最大、施工地质条件和隧道结构最复杂、施工技术发展最迅速的国家。隧道施工的安全以及风险管理也慢慢引起人们的重视。本文以浏阳河隧道为工程背景,采用有限差分软件FLAC3D对隧道的施工过程进行模拟并对结果进行分析,着重研究了不同施工方法下隧道围岩的变形情况,并对实际工程提出相关建议。本文的主要工作与结论有:(1)分别采用了CRD法、台阶法、全断面法三种不同的施工方法对不同围岩条件下的隧道施工进行模拟,分析围岩的位移状况。结果表明CRD法能够很好的降低围岩变形和地表沉降,台阶法其次,全断面法造成的围岩形变和地表沉降最大。(2)隧道开挖过程中拱顶和拱底处产生的竖向位移最大,在拱脚附近围岩的水平位移最大。(3)采用台阶法进行隧道开挖时,台阶的长度会影响围岩的形变,短台阶开挖由于隧道闭合的速度较快,初期支护能够起到较好的支撑效果,短台阶施工对围岩位移的控制要好于长台阶。(4)在隧道开挖的过程中拱脚处会产生较大的应力集中现象,在二次衬砌完成后能一定程度上缓解围岩应力。(5)偏压隧道靠近地表侧的围岩稳定性较差,在施工前应该采取适当的措施对地表进行加固,以免造成隧道的坍塌。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U455.48
【图文】：

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图 1. 1 隧道坍塌事故Fig 1. 1 Tunnel collapse accident 2 月 7 日，位于广东省佛山市禅城南庄的佛山地铁 2 号线施工时突发渗水，作业工人尝试堵漏未果，当日 20 时 40扩大，导致隧道管片变形及破损，引发地面 30 多米路段坍死亡，8 人受伤，1 人失联。

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图 1. 1 隧道坍塌事故Fig 1. 1 Tunnel collapse accident2018 年 2 月 7 日，位于广东省佛山市禅城南庄的佛山地铁 2 号线绿岛湖构区间施工时突发渗水，作业工人尝试堵漏未果，当日 20 时 40 分左右水面积扩大，导致隧道管片变形及破损，引发地面 30 多米路段坍塌。此致 11 人死亡，8 人受伤，1 人失联。

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图 1. 3 铁路隧道塌方事故Fig 1. 3 Collapse accident of railway tunnel由这些事故可见隧道施工过程发生事故营救周期长，营救过程非常困难，产损失巨大，同时威胁到周围人们群众的安全。加强隧道施工的管理，对施序和技术细节制定详细的施工方案，保障施工的质量、工期和作业安全。对预见的工程地质条件进行风险分析评估，实行风险管理，增强施工人员的风识，采用对应的措施降低风险程度[45]。加强对施工质量的监控，以及施工工选择对隧道的稳定性尤为重要。.3 国内外施工工法以及研究状况戈恩库兹涅佐夫在 1936 年提出了类似三维动态仿真物理模拟实验的模拟方.stillborg 和 O.Stepphansson 于 1978 年将相似的模拟方法对大跨度洞室进行研究国在 70 年运用三维物理模拟实验研究围岩的受力情况。奥地利的利拉布西维茨[6]（L.V.Rabcewicz）教授等人在上个时间 60 年代提新奥法施工方案，这是通过长期的施工实践中，从岩石力学的方面出发总结

【参考文献】