本文選題：分岔隧道　切入點：富水地區(qū)　出處：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：分岔隧道因其在改善線型方面以及在一些特殊地形中具有其他隧道形式不可替代的作用而被廣泛采用。已修建案例包括:滬蓉西高速公路隧道工程八字嶺隧道;膠州灣海底隧道陸域接線段為滿足主隧道與匝道的匯(分)流功能而設(shè)置大斷面分岔形式;廈門市成功大道萬石山隧道與既有鐘鼓山隧道立體交叉;深圳地鐵大一科區(qū)間預(yù)留2#接線隧道分岔段。因此,無論在中西部高山峽谷地段為節(jié)省橋梁工程投資還是立體換乘需要而修建的地鐵車站、地下立交、城市快速路連接線工程均涉及分岔隧道�？梢哉f我國已在分岔隧道建設(shè)方面積累了豐富的經(jīng)驗。但在已修建的分岔隧道中普遍存在施工方法單一、總體支護體系過強而局部位置又相對薄弱、已修筑襯砌產(chǎn)生大面積裂縫甚至漏水嚴(yán)重等問題。目前,我國的交通建設(shè)事業(yè)發(fā)展空間巨大,開展對分岔隧道修建技術(shù)的研究能夠在擬建分岔隧道工程中避免已出現(xiàn)的問題,使分岔隧道在交通事業(yè)中發(fā)揮更大的作用。對富水隧道而言,在隧道開挖區(qū)域外一定范圍注漿能夠有效地封閉堵水,使加固圈范圍內(nèi)的圍巖滲透系數(shù)降低,穩(wěn)定性提高。因此,注漿堵水作為富水區(qū)隧道修建過程中防排水的重要措施之一,其注漿后的堵水效果及經(jīng)濟合理性具有重要的研究價值。本文依托深圳東部過境高速公路連接線工程,通過室內(nèi)相似模型試驗的手段對一定厚度情況下注漿圈滲透系數(shù)合理值進行研究,根據(jù)試驗結(jié)果提出適用于本工程的注漿圈滲透系數(shù)。在此基礎(chǔ)上,選取本工程谷對嶺地區(qū)北線隧道分岔段,針對分岔隧道大斷面段、連拱段、小凈距段采用的施工工法及施工順序進行流固耦合計算,得出適于工程隧道分岔段的合理施工工法與施工順序。本文主要研究的內(nèi)容及成果如下:(1)采用自主設(shè)計的圍巖-注漿圈模擬裝置,根據(jù)相似原理制備的圍巖及注漿圈相似材料開展注漿圈合理滲透系數(shù)模型試驗。試驗通過測試一定厚度下不同滲透系數(shù)注漿圈對隧道涌水量的控制效果,在考慮經(jīng)濟性基礎(chǔ)上得到注漿圈合理滲透系數(shù)。(2)基于流固耦合理論,選取本工程谷對嶺地區(qū)北線隧道分岔段,針對大斷面段采用的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法與三臺階法、連拱段采用的三導(dǎo)洞法與無中導(dǎo)洞法、小凈距段采用的臺階法與CD法進行建模計算。分別從位移、應(yīng)力及孔隙水壓力角度分析數(shù)值模擬結(jié)果,比選出大斷面段、連拱段以及小凈距段的優(yōu)選工法。(3)建立隧道分岔段三維模型,考慮分岔段在不同開挖順序下圍巖的位移、應(yīng)力、孔隙水壓力以及塑性區(qū)變化情況。分別在大斷面段、連拱段及小凈距段選取監(jiān)測斷面對施工過程進行監(jiān)測,對比兩種施工工序,比選出優(yōu)選施工順序。
[Abstract]:Bifurcation tunnel is widely used because of its role in improving alignment and having irreplaceable role in other tunnel forms in some special terrain. Cases have been built, including: Baziling Tunnel of Hurongxi Expressway Tunnel Project; In order to meet the confluence (separation) function of main tunnel and ramp, a large section bifurcation form is set up in the land junction of Jiaozhou Bay Subsea Tunnel, and the intersection of Wanshi Mountain Tunnel and existing Zhonggu Mountain Tunnel in Xiamen City is also discussed. Therefore, no matter in the mountain canyons in the central and western regions of China, the subway station built to save investment in bridge construction or the need for three-dimensional transfer, the underground interchange is not only reserved for the branch section of Shenzhen Metro Line 1, but also reserved for the bifurcation section of the junction tunnel. Bifurcation tunnels are all involved in urban expressway connection projects. It can be said that our country has accumulated rich experience in the construction of bifurcation tunnels, but there is a single construction method in the bifurcation tunnels that have been built. The overall support system is too strong and the local position is relatively weak, and large area cracks and even serious water leakage have been produced in the built lining. At present, there is a huge space for the development of transportation construction in our country. The research on the construction technology of bifurcation tunnel can avoid the existing problems in the proposed bifurcation tunnel project, and make the bifurcation tunnel play a greater role in the traffic industry. Grouting in a certain range outside the tunnel excavation area can effectively seal water shutoff, reduce the permeability coefficient of surrounding rock and improve the stability of surrounding rock in the area of reinforcement circle. Therefore, grouting plugging is one of the important measures of water prevention and drainage in the construction of tunnel in water-rich area. The water shutoff effect and economic rationality after grouting have important research value. The reasonable value of permeability coefficient of grouting ring under certain thickness is studied by means of laboratory similar model test. Based on the test results, the permeability coefficient of grouting ring is put forward, which is suitable for this project. In this paper, the author selects the engineering valley for the bifurcation section of the north line tunnel in the mountain area, and carries on the fluid-solid coupling calculation for the large section section, the multi-arch section, the small net distance section of the bifurcation tunnel, the construction method and the construction sequence. The reasonable construction method and construction sequence suitable for the bifurcation section of engineering tunnel are obtained. The main contents and results of this paper are as follows: 1) the self-designed simulation device of surrounding rock and grouting ring is adopted. The model test of reasonable permeability coefficient of grouting ring is carried out based on the similar materials of surrounding rock and grouting ring prepared according to similarity principle. The control effect of grouting ring with different permeability coefficient on tunnel water discharge under certain thickness is tested. Based on the theory of fluid-solid coupling, this paper selects the diversion section of the north line tunnel in the north line of the mountain area in this project, aiming at the double-side wall tunnel method and the three-stage method used in the large section section, and obtains the reasonable permeability coefficient of the grouting ring on the basis of considering the economy. The numerical simulation results are analyzed from the angles of displacement, stress and pore water pressure, respectively, and the results of numerical simulation are compared with the selection of large section, from the angle of displacement, stress and pore water pressure. Three dimensional model of tunnel bifurcation section is established, considering the displacement, stress, pore water pressure and plastic zone variation of surrounding rock in different excavation sequence of bifurcation section. The construction process is monitored by selecting the monitoring section of the multi-arch section and the small net distance section. Compared with the two construction procedures, the optimal construction sequence is chosen.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U455.4

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本文編號：1627669