【摘要】：由于地質(zhì)情況和自然因素等原因,隧道初期支護(hù)變形過(guò)大導(dǎo)致侵限的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,一般的處理方案有換拱和暗洞改明洞兩種,而對(duì)于埋深淺、巖質(zhì)差的洞口段來(lái)說(shuō),采取后一種方案顯然更加安全。與此同時(shí),這也將導(dǎo)致原設(shè)計(jì)的邊仰坡位置沿隧道軸線方向往后移動(dòng),需要在既有隧道的上方進(jìn)行大面積的開(kāi)挖工程。隨著邊仰坡開(kāi)挖的面積增大,影響的范圍和程度也隨之增加,開(kāi)挖過(guò)程中必然會(huì)引起圍巖應(yīng)力重分布,使隧道產(chǎn)生附加位移,嚴(yán)重威脅既有隧道結(jié)構(gòu)的安全。因此,如何預(yù)測(cè)暗改明時(shí)邊仰坡開(kāi)挖對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響以及合理選擇控制隧道附加位移的工藝具有重要意義。本文依托具體工程背景,運(yùn)用數(shù)值模擬和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的方法,研究了洞口段暗改明邊仰坡開(kāi)挖對(duì)小凈距隧道的影響,主要內(nèi)容如下:(1)分析了不同形式的開(kāi)挖工程對(duì)下方既有隧道的影響機(jī)理,總結(jié)了影響隧道附加位移的相關(guān)因素;(2)結(jié)合具體工程背景,借助有限元軟件MIDAS/GTS建立三維模型進(jìn)行數(shù)值模擬分析。從附加位移的角度出發(fā),研究了洞口段上方邊仰坡開(kāi)挖對(duì)小凈距隧道的影響,得出了下方隧道的水平位移、豎向位移和縱向位移規(guī)律。結(jié)果表明:邊仰坡開(kāi)挖導(dǎo)致隧道縱向位移的范圍有限且呈現(xiàn)不均勻隆起現(xiàn)象,位于開(kāi)挖區(qū)域正下方的隧道附加位移以豎向位移為主,而位移開(kāi)挖區(qū)域一側(cè)的隧道附加位移以水平位移為主。(3)借助軟件建立二維模型對(duì)典型斷面進(jìn)行更改參數(shù)的多工況模擬,分析了隧道拱頂剩余覆土厚度、隧道襯砌結(jié)構(gòu)完整度和不同開(kāi)挖方式等因素的改變對(duì)隧道附加位移的影響程度。結(jié)果表明:淺層開(kāi)挖時(shí)隧道的拱頂位移變化受到卸荷量的影響較大,而到達(dá)一定的開(kāi)挖深度后,隧道的拱頂位移變化更多的和拱頂剩余覆土厚度相關(guān);卸荷量一定時(shí),隨著隧道拱頂剩余覆土厚度的減少,拱頂位置的附加位移增大,而拱底位置的附加位移不變;采取分層分塊的開(kāi)挖方式能夠有效的控制下方隧道的附加位移速率。(4)總結(jié)了隧道內(nèi)支撐等用來(lái)減小隧道附加位移的控制措施,介紹了具體工程的控制措施并對(duì)隧道和邊坡的監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的分析。結(jié)果表明:隧道的拱頂位移實(shí)測(cè)值和數(shù)值模擬的結(jié)果都表現(xiàn)為拱頂位移向上,實(shí)測(cè)位移值小于數(shù)值模擬值,采取洞內(nèi)反壓回填和“T”字型鋼架內(nèi)支撐能夠有效的控制隧道的附加變形,確保施工過(guò)程中的安全。
【圖文】：

參數(shù)分析模型的建立選取隧道斷面建立 模型，長(zhǎng)為 ，寬為 。隧道洞頂?shù)降乇砩疃热。_(kāi)挖到距離隧道洞頂 位置。開(kāi)挖深度為 ，，采取放坡開(kāi)挖，兩級(jí)邊坡坡度都為 坡腳設(shè)置 寬平臺(tái)。其他模型基本情況同三維模型一致。為研究開(kāi)挖影響因素的改變對(duì)隧道附加位移的影響程度，從開(kāi)挖方式和隧道襯砌形式入手，設(shè)置以下幾種計(jì)算工況。開(kāi)挖方式分別選取 分層開(kāi)挖，分層開(kāi)挖，一次性全部開(kāi)挖以及 分層開(kāi)挖最后一層分塊開(kāi)挖四種情況，同時(shí)隧道支護(hù)設(shè)計(jì)為初支和初支加二襯兩種類型。分層開(kāi)挖從前面一個(gè)模型分析知道位于基坑正下方的隧道基本沒(méi)有水平位移，主要以豎向位移為主。所以只分析這幾種工況所導(dǎo)致的隧道的豎向位移。對(duì)于二維模型來(lái)說(shuō)也就是 軸方向的位移。（ ） 開(kāi)挖工況分析

3m開(kāi)挖二豎向位移云圖
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U455.4;U451

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本文編號(hào)：2618576