【摘要】：近年來,隨著我國經濟建設的快速發(fā)展,對各類礦產資源的需求越來越大,煤炭作為不可或缺的能源,其消耗量相較以往急劇增加,我國部分主要煤礦也逐漸進入深部開采階段。開采深度的增加給開采巷道修建的工期及安全性帶來了挑戰(zhàn),隨著技術的發(fā)展,盾構/TBM法逐漸成為煤礦長距離斜井安全、高效建設的有效手段。煤礦斜井盾構隧道通常具有埋深大、距離長的特點,因此隧道所處地層條件及圍巖的應力場更加復雜。由于設計使用年限長,隨著時間的增加,圍巖的蠕變作用對盾構隧道襯砌結構受力的影響不可忽視。同時,盾構法隧道施工過程中,由于盾尾間隙的存在,為了防止管片周圍土體松動需要進行同步注漿和及時的壁后補注漿,壁后注漿漿液注入之后由流動狀逐漸固結硬化為固體狀,在管片周圍形成環(huán)保護層,同管片襯砌一起作為承載結構,漿液硬化圈的存在及漿體硬化過程中力學性質的變化會對襯砌結構的受力產生影響。因此,針對深長盾構法隧道,研究圍巖蠕變和注漿漿液硬化對襯砌結構受力的影響機理具有現(xiàn)實意義。本文依托神華神東補連塔煤礦斜井盾構隧道工程,首先對壁后注漿漿液開展了相關的室內試驗研究,得到了盾構法隧道壁后注漿漿液性能隨漿液水灰比、CS體積比的變化規(guī)律,從而為具體的施工提供了參考依據。隨后,針對圍巖蠕變和漿液硬化對隧道襯砌結構的影響,建立了相關的數(shù)值模型,利用ANSYS有限元軟件模擬了盾構隧道襯砌結構在只考慮圍巖蠕變、考慮圍巖蠕變及注漿硬化圈作用及考慮壁后注漿漿液硬化過程時受力特性的變化規(guī)律,得出了不同影響因素條件下盾構隧道管片襯砌受力特性的變化規(guī)律,為實際施工提供了一定的參考。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of China's economic construction, the demand for all kinds of mineral resources is increasing. As an indispensable energy source, the consumption of coal has increased sharply compared with the past. Some major coal mines in China have gradually entered the stage of deep mining. With the development of technology, shield / TBM method has gradually become an effective method for the safe and efficient construction of long distance inclined wells in coal mines. The shield tunnel of inclined shaft in coal mine usually has the characteristics of large buried depth and long distance, so the formation conditions and the stress field of surrounding rock are more complicated. Because of the long life of design and the increase of time, the creep effect of surrounding rock on the force of shield tunnel lining structure can not be ignored. At the same time, in the course of shield tunneling construction, in order to prevent soil loosening around the segment, synchronous grouting and timely backwall grouting are needed because of the existence of shield tail gap. After injection of post-wall grouting fluid, the fluid is gradually consolidated and hardened into solids, and a protective ring layer is formed around the segment, which is used as the bearing structure together with the segment lining. The existence of slurry hardening ring and the change of mechanical properties in the process of slurry hardening will affect the force of lining structure. Therefore, it is of practical significance to study the influence mechanism of surrounding rock creep and grouting hardening on the stress of lining structure for the deep shield tunnel. In this paper, based on the shield tunneling project of inclined shaft in Shenhua Shendong Bulinta Coal Mine, the related laboratory tests are carried out on the grouting behind the wall of the tunnel, and the variation law of the performance of the grouting behind the wall of the shield tunneling with the ratio of slurry to cement and CS volume ratio is obtained. Thus, it provides a reference for the concrete construction. Then, according to the influence of surrounding rock creep and slurry hardening on tunnel lining structure, the relevant numerical model is established, and the shield tunnel lining structure is simulated by ANSYS finite element software only considering the surrounding rock creep. Considering the creep of surrounding rock and the effect of grouting hardening circle and considering the variation law of stress characteristics of grouting fluid hardening process after wall grouting, the variation law of force characteristics of shield tunnel segment lining under different influence factors is obtained. It provides a certain reference for actual construction.
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U455.43

【參考文獻】

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本文編號：2407033