隧道洞口施工稳定性控制关键技术研究

发布时间：2017-04-17 20:06

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【摘要】：随着隧道数量和总长度在我国境内不断的扩展,施工技术也相应得到了较大改进和提高,但隧道洞口段施工稳定性控制方面仍是待解决的世界性难题,尽管国内外专家学者都进行了大量的研究,也未能彻底有效解决措施。隧道洞口段的动态稳定性控制一直是工程施工上最重要的问题之一,洞口段施工往往作为隧道工程的主要控制工程段,其结构及地层通常具有稳定性较差、受力复杂、施工技术难度高和支护工程量大等特点,因此隧道洞口段易发生坍塌、滑坡等灾害,处置不佳将严重的影响工程作业人员的生命财产安全和施工进度。因此,对隧道洞口施工稳定性控制技术的研究显得尤为重要,控制隧道洞口变形量,提高隧道洞口整体稳定性,本文进行了如下研究:(1)对隧道洞口稳定性的主要影响因素进行分类,分别分析各影响因素对洞口稳定性的作用。隧道洞口变形的判别基准是判定隧道稳定性一个可靠的指标,在确定判定基准的前提下,研究隧道洞口结构及地层的变形机理,对隧道洞口的边坡结构的破坏模式进行研究。(2)对隧道洞口稳定性分析,其稳定性与施工工法、工序、边坡坡度、洞口埋深等因素密切相关,建立数值模型,研究隧道洞口施工的不同开挖方法、不同埋深及不同边坡坡度对隧道变形的影响和稳定性分析。再对隧道洞口稳定性进行评价,研究稳定性安全系数。(3)总结隧道洞口段的加固技术,有效控制隧道洞口段变形,提高隧道的稳定性。将隧道洞口变形破坏过程划分为若干个明显的阶段,在相应各阶段里提出隧道洞口变形控制的处置措施。(4)对隧道洞口的监控量测技术进行研究,提出了监测等级的划分,断面及测点设置原则,进一步提出了变形监测的报警指标体系,通过工程实例得以验证。结合某隧道监测量控反馈数据进行分析研究,证明稳定性控制的措施方案有效性和可靠性。(5)以某高速公路洞口滑坡为例,通过有限元计算模型对洞口稳定性进行分析,评价隧道洞口稳定性,设计和选择洞口稳定性控制的处置措施。综合某隧道洞口地质状况,利用数值分析和现场监控量测研究和验证了开挖方法、工序,预加固技术、防护措施等对控制岩层变形量的重要作用,提出了隧道洞口稳定性控制的关键性技术措施,以此为基础指导隧道洞口设计方案和具体施工工艺流程,以期相关领域发展有所裨益。
【关键词】：隧道洞口 稳定性 机理 数值分析
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-26
• 1.1 问题的提出及研究意义10-11
• 1.1.1 问题的提出10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-23
• 1.2.1 隧道洞口稳定性分析方法研究11-18
• 1.2.2 隧道洞口施工稳定性控制技术研究18-23
• 1.3 研究内容与技术路线23-26
• 1.3.1 研究内容23-24
• 1.3.2 技术路线24-26
• 第二章 隧道洞口失稳机理与破坏模式研究26-43
• 2.1 概述26
• 2.2 隧道洞口稳定主要影响因素26-29
• 2.2.1 地质构造与地形地貌影响26-27
• 2.2.2 岩体结构与性质影响27
• 2.2.3 地应力影响27
• 2.2.4 施工扰动影响27-28
• 2.2.5 其他因素影响28-29
• 2.3 隧道洞口失稳机理研究29-34
• 2.4 隧道洞口破坏模式研究34-39
• 2.4.1 隧道洞口破坏模式原理研究35
• 2.4.2 隧道洞口破坏模式分类研究35-39
• 2.5 隧道洞口稳定性判据研究39-41
• 2.5.1 隧道洞口监测点沉降过程研究39-40
• 2.5.2 隧道洞口稳定性判定40-41
• 2.6 本章小结41-43
• 第三章 隧道洞口稳定性影响分析和控制技术研究43-70
• 3.1 概述43
• 3.2 计算模型43-46
• 3.3 不同施工方法对隧道洞口稳定性影响研究46-54
• 3.3.1 隧道洞口岩层应力分析48-49
• 3.3.2 隧道洞口位移变化分析49-53
• 3.3.3 隧道洞口稳定性评价53-54
• 3.4 不同埋深对隧道洞口稳定性影响研究54-60
• 3.4.1 隧道洞口岩层应力分析54-55
• 3.4.2 隧道洞口位移变化分析55-59
• 3.4.3 隧道洞口稳定性评价59-60
• 3.5 不同边坡坡度对隧道洞口稳定性影响研究60-65
• 3.5.1 隧道洞口岩层应力分析60-61
• 3.5.2 隧道洞口位移变化分析61-64
• 3.5.3 隧道洞口稳定性评价64-65
• 3.6 隧道洞口防护措施研究65-69
• 3.6.1 隧道洞口防护措施分析66-67
• 3.6.2 各沉降阶段出现破坏的处置措施67-69
• 3.7 本章小结69-70
• 第四章 隧道洞口稳定性监测技术研究70-79
• 4.1 概述70
• 4.2 隧道洞口监控量测70-75
• 4.2.1 隧道洞口现场监测的研究70-73
• 4.2.2 监测等级的划分73-74
• 4.2.3 断面和测点设置分析74-75
• 4.3 洞口变形监测报警指标分析75-78
• 4.3.1 报警指标的确定75-77
• 4.3.2 工程实例77-78
• 4.4 本章小结78-79
• 第五章 工程实例分析79-84
• 5.1 工程概况79
• 5.2 隧道洞口段稳定性分析79-81
• 5.2.1 建立计算模型79-80
• 5.2.2 计算结果及分析80-81
• 5.3 隧道洞口稳定评价81
• 5.4 隧道洞口稳定性处置措施81-82
• 5.4.1 截水和排水82
• 5.4.2 锚固支挡82
• 5.4.3 明洞结构加固82
• 5.4.4 进洞方案82
• 5.5 本章小结82-84
• 第六章 结论与展望84-86
• 6.1 结论84
• 6.2 展望84-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-92
• 攻读学位期间的研究成果92

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本文编号：314197