超大斷面淺埋軟弱圍巖市政隧道施工工法研究

發(fā)布時間：2020-06-17 07:38

【摘要】：隨著市政道路里程數(shù)的不斷增加,隧道斷面不斷增大。由于超大斷面隧道施工工法具有一定的條件限制。本文基于有限元數(shù)值模擬軟件,以師院隧道為背景,對超大斷面淺埋軟弱圍巖市政隧道施工工法開展研究。通過結(jié)合隧道斷面及工法特點(diǎn),結(jié)合初期支護(hù)、臨時支護(hù)的施作順序,逐一分析各個工序的施工流程及初期支護(hù)、臨時支護(hù)的施工流程及操作要點(diǎn),制定出詳細(xì)的施工步驟、工藝;同時通過對施工過程的監(jiān)控量測數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行評定,動態(tài)的反饋施工工法的施工質(zhì)量,確保隧道施工安全。本文的研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)采用井字型雙側(cè)壁導(dǎo)坑9步法開挖隧道,通過觀察隧道圍巖位移變化情況,得到了隧道圍巖位移的變化規(guī)律,對隧道施工具有指導(dǎo)意義。(2)當(dāng)圍巖受到開挖擾動時,圍巖變形率較大,但隨著時間的推移,變形率逐漸減小,直至穩(wěn)定。采用井字型雙側(cè)壁導(dǎo)坑9步法開挖隧道,隧道左部圍巖水平位移大于右部圍巖水平位移。(3)在隧道開挖之前,由于巖體的自重和地質(zhì)結(jié)構(gòu),巖體中存在初始地應(yīng)力。隧道開挖時,當(dāng)隧道開挖減輕了約束并破壞了巖體中的原始平衡狀態(tài)時,隧道圍巖從相對靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)椴▌訝顟B(tài),圍巖力圖達(dá)到新的平衡,其應(yīng)力和應(yīng)變開始新的運(yùn)動。由于運(yùn)動的作用,最終周圍巖石的壓力恢復(fù)了新的平衡。(4)通過對采用井字型雙側(cè)壁導(dǎo)坑9步法,分析采用9步法開挖隧道其圍巖的位移和應(yīng)力實如何變化的。可以看出,當(dāng)挖掘隧道時,在隧道的上部發(fā)生向下位移,并且周圍的巖石由于應(yīng)力而被釋放。垂直應(yīng)力變小,圍巖在隧道底部產(chǎn)生向上位移。由于隆起,圍巖因應(yīng)力釋放,圍巖的垂直應(yīng)力在此范圍內(nèi)減小。在隧道拱底和邊墻位置由于受到上部圍巖向下部的力以及受向上作用于下部圍巖的力的共同作用,其中巖體被擠壓并且垂直應(yīng)力增加。(5)師院隧道本階段監(jiān)測數(shù)據(jù)均處于控制范圍內(nèi),無較大異常變形值,變形值未超過預(yù)警值,未發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)噴層混凝土開裂、鋼拱架(格柵)彎曲變形、拱頂噴層混凝土剝落等異常情況。(6)基于第三方監(jiān)控量測結(jié)果,隧道沉降最大值遠(yuǎn)小于隧道可正常施工的警戒值,說明隧道采用井字形雙側(cè)壁導(dǎo)坑9步法施工及施工圖所用的支護(hù)措施進(jìn)行施工是合理、可行的。在施工過程中,有效控制了隧道上方位置的地面沉降和初期的支護(hù)變形。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U455.4
【圖文】：

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