【摘要】：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,高速公路的建設(shè)越來越多,尤其在西部山區(qū)修建隧道,地形、地質(zhì)條件復(fù)雜,隧道施工難度大。洞口段一直被視為隧道的咽喉,與其他段相比具有埋深淺,圍巖一般風(fēng)化嚴(yán)重且破碎的特點(diǎn)。再加上高速公路隧道開挖斷面大,隧道進(jìn)洞施工過程中,極易引起洞口坍塌、大變形等工程事故。因此對淺埋大斷面軟弱圍巖隧道的進(jìn)洞技術(shù)研究就顯得十分重要。本文以某新建雙向六車道隧道為依托,采用理論分析、數(shù)值模擬以及現(xiàn)場監(jiān)測的方法對隧道進(jìn)洞技術(shù)進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)根據(jù)國內(nèi)外已有研究成果,總結(jié)淺埋大斷面軟弱圍巖的特性及變形的影響因素,同時對隧道進(jìn)洞技術(shù)的超前支護(hù)、隧道開挖方法以及支護(hù)方法進(jìn)行總結(jié)和分析。(2)以依托工程洞口段為研究對象,采用有限元法建立環(huán)形開挖留核心土法、CD法、CRD法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法四種不同施工方法結(jié)合超前管棚支護(hù)的進(jìn)洞開挖模型,分析不同施工方法開挖過程中對洞口圍巖變形、圍巖應(yīng)力、初期支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明:雙側(cè)壁導(dǎo)坑法完成開挖后,引起地表沉降、隧道拱頂下沉及周邊收斂最大值分別為:9.02mm、22.77mm、13.51mm,比其他工法變形更小且未超過規(guī)范允許值;同時圍巖應(yīng)力初期支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力均小于其他工法。因此,采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法結(jié)合管棚超前支護(hù)作為進(jìn)洞方案。(3)對依托工程采用本文建議的進(jìn)洞方案,進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,并結(jié)合洞口段YK159+360、YK159+370斷面監(jiān)控量測的拱頂下沉、周邊收斂以及地表沉降結(jié)果進(jìn)行對比,結(jié)果表明:實(shí)測值與模擬值存在一定的誤差,但圍巖的變形規(guī)律基本一致,驗(yàn)證了隧道所建議的進(jìn)洞方案可行。
[Abstract]:With the rapid development of social economy in our country, the construction of expressway is more and more, especially in the western mountainous area, the terrain and geological conditions are complex, and the tunnel construction is difficult. The entrance section has always been regarded as the throat of the tunnel, which has the characteristics of shallow buried depth and serious weathered and broken surrounding rock compared with other sections. In addition, the excavation section of expressway tunnel is large, and it is easy to cause the collapse of tunnel entrance, large deformation and other engineering accidents in the process of tunnel entrance construction. Therefore, it is very important to study the tunnel entry technology of shallow buried large section weak surrounding rock tunnel. In this paper, based on a new two-way six-lane tunnel, the tunnel entry technology is studied by means of theoretical analysis, numerical simulation and field monitoring. The main research contents are as follows: (1) according to the existing research results at home and abroad, the characteristics of shallow buried large section weak surrounding rock and the influencing factors of deformation are summarized, and the advanced support of tunnel entry technology is also summarized. The tunnel excavation method and support method are summarized and analyzed. (2) taking the tunnel entrance section as the research object, the ring excavation core soil method, CD method and CRD method are established by finite element method. The effects of four different construction methods on the deformation of surrounding rock, the stress of surrounding rock and the stress of initial supporting structure in the excavation process of different construction methods are analyzed by combining the excavation model of advance pipe shed support with four different construction methods. The numerical simulation results show that the surface subsidence is caused by the bilateral wall pit guide method, and the maximum values of tunnel arch roof subsidence and peripheral convergence are 9.02 mm, 22.77 mm and 13.51 mm, respectively, which are smaller than those of other construction methods and do not exceed the allowable values of the code. At the same time, the stress of supporting structure in the initial stage of surrounding rock stress is lower than that of other construction methods. Therefore, the double side wall pit guide method combined with pipe shed advance support is used as the tunnel entry scheme. (3) the three dimensional numerical simulation is carried out by using the hole entry scheme suggested in this paper, and combined with YK159 360 of the entrance section of the tunnel, The results of arch roof subsidence, peripheral convergence and surface subsidence measured by YK159 370 section are compared. the results show that there is a certain error between the measured value and the simulated value, but the deformation law of surrounding rock is basically the same. It is verified that the proposed tunnel entry scheme is feasible.
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U455.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2477906