穿越斷層破碎帶小凈距隧道淺埋入口段施工方法優(yōu)化研究
發(fā)布時間:2021-06-28 22:46
隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的不斷推進,隧道工程大量涌現(xiàn),小凈距隧道憑借凈距靈活多變、施工工藝簡單、造價便于控制等優(yōu)點在山嶺隧道建設(shè)中大放異彩。由于隧道入口段埋深較淺,巖體破碎,施工過程中稍有不慎可能會造成邊坡失穩(wěn)等工程災(zāi)害。當(dāng)入口段附近存在斷層這一不良地質(zhì)時,隧道入口段地質(zhì)條件更加復(fù)雜,開挖施工更加困難,技術(shù)要求更加嚴苛。因此,選取何種施工組合方案進行隧道開挖直接影響隧道圍巖穩(wěn)定性,科學(xué)合理的施工方案不僅能充分發(fā)揮圍巖自承能力,還能縮短工期,節(jié)約成本造價。與此同時,選擇與施工方法相配套的預(yù)加固方法也是至關(guān)重要的,科學(xué)合理的管棚參數(shù)是充分發(fā)揮預(yù)加固作用的關(guān)鍵。針對以上問題,本文依托浙江省蒼南縣境內(nèi)的大坪尾隧道工程,采用有限差分軟件對其進行系統(tǒng)研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)基于現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù),重點分析隧道入口段豎向位移及水平位移變化規(guī)律,以位移變化速率及位移變化加速度為主要評判依據(jù),判斷該工程開挖方案的可行性及科學(xué)性。(2)采用有限差分軟件FLAC3D對小凈距隧道淺埋入口段開挖進行數(shù)值模擬,對左、右兩洞設(shè)計不同的開挖組合方案,分析各開挖方案對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響,以得出最優(yōu)的開挖方案。(3)在優(yōu)化...
【文章來源】:長沙理工大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3.1隧道入口段圍巖襯砌結(jié)構(gòu)??3.2大坪尾隧道監(jiān)控量測方案??監(jiān)控量測由必測項目和選測項目構(gòu)成,根據(jù)各隧道地層地質(zhì)條件、周圍環(huán)境和施工??
桿??工作情況。若出現(xiàn)特殊情況應(yīng)提高描述頻率。??(2)地表沉降測量??地表沉降基準點布置于地表沉降影響范圍外,測點采用地表鉆孔埋設(shè),測點周圍用??水泥砂漿固定。沿隧道軸線方向設(shè)置1?2個監(jiān)測斷面,每個斷面布置7?11個監(jiān)測點,??間距2?5m,靠近隧道中線位置測點適當(dāng)加密布置。在隧道施工前需對每測點進行初始??值讀取,且首次讀取時應(yīng)取三次測量(三次量測差值小于±lmm)的平均值作為初始值。??量測過程中各項限差需進行嚴格控制,每個測點讀數(shù)誤差不宜大于〇.3mm。其測點布置??如圖3.2所示。??〇?><??X?X?X?X?X?X?X?X?X??X?Q??I?i?A??圖3.2大坪尾隧道地表下沉量測測點布置??(3)拱頂沉降測量??拱頂下沉測點在隧道初期支護完成后設(shè)置,每個測面布置2?3個測點,具體位于拱??頂及隧道中線左右各2?3m處。初始讀數(shù)宜在3?6小時內(nèi)完成,其它測量應(yīng)在每次開挖??12小時內(nèi)取得初讀數(shù),最晚不得超過24小時,且必須在下一循環(huán)開挖前完成。量測持??續(xù)時間宜為拱頂沉降穩(wěn)定后。斷面測點布置如圖3.3所示。??(4)周邊位移測量??周邊位移測點布置于距掌子面1?2m處,預(yù)埋測點由鋼筋加工而成,用沖擊電錘打??入巖層,用快凝水泥或錨固劑將測點固定,并在測點端頭設(shè)置保護罩。初始讀數(shù)宜在3?6??小時內(nèi)完成,并需要反復(fù)量測,當(dāng)連續(xù)量測三次的誤差小于〇.18mm時,才能確定初始??讀數(shù)。其它測量應(yīng)在每次開挖12小時內(nèi)取得初讀數(shù),最晚不得超過24小時,但必須在??20??
?第三章隧道施工現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析???下一循環(huán)開挖前完成。量測持續(xù)時間宜為周邊位移變形穩(wěn)定后2?3周。斷面測點布置如??圖3.3所示。??a/?1??Si?1?\T^??I?上下合Pfr分界線??圖3.3大坪尾隧道各斷面上測點布置??3.3大坪尾隧道實測數(shù)據(jù)分析??監(jiān)控量測對于隧道安全施工至為重要,貫穿整個施工過程。為更科學(xué)準確地掌握隧??道在掌子面掘進過程中的整體穩(wěn)定性,更有針對性的優(yōu)化下一階段施工工藝和支護方案,??對現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)進行處理與分析顯得十分必要。左線布設(shè)3個監(jiān)測斷面,分別位于??ZK13+605、ZK13+615和ZK13+625;右線布設(shè)4個監(jiān)測斷面,分別位于YK13+552、??YK13+558、YK13+568?和?YK13+582。??3.3.1隧道拱頂下沉監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析??(1)左洞拱頂下沉監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析??左洞入口段共設(shè)置三個監(jiān)測斷面,分別位于ZK13+605、ZK13+615、ZK13+625,??每個斷面設(shè)置3個隧道拱頂沉降監(jiān)測點,拱頂下沉監(jiān)測的數(shù)據(jù)表示測點此次量測相對于??上次量測在豎直方向的變化,負值表示下沉。監(jiān)控量測隨掌子面的推進實時進行?,分析??隧道拱頂沉降隨時間的變化,掌握掌子面開挖對隧道圍巖變形產(chǎn)生的影響。將三個監(jiān)測??斷面的代表點C點沉降值提取,繪制成隧道左洞拱頂沉降變化曲線,如圖3.4所示。??從圖3.4中可以看出,拱頂沉降最大值為13.87mm,位于ZKI3+6丨5,三個監(jiān)測斷??面的拱頂沉降變化趨勢一致,拱頂沉降速率均表現(xiàn)為先增大,后趨于穩(wěn)定,再增大的變??化趨勢。根據(jù)變形速率大小,拱頂沉降變化曲線可分為三個階段,第一個是快速變形階
【參考文獻】:
期刊論文
[1]循環(huán)爆破荷載作用下小凈距隧道中夾巖的累積損傷特征分析[J]. 曹峰,凌同華,李潔,黃阜. 振動與沖擊. 2018(23)
[2]考慮注漿加固作用的非圓形隧道應(yīng)力和變形解析解[J]. 李巖松,陳壽根. 中國公路學(xué)報. 2018(10)
[3]隧道施工塌方事故分析與控制[J]. 侯艷娟,張頂立,李奧. 現(xiàn)代隧道技術(shù). 2018(01)
[4]分岔隧道過渡段的爆破振動特性研究[J]. 凌同華,曹峰,張勝,張亮,谷淡平. 振動與沖擊. 2018(02)
[5]粉質(zhì)黏土隧道超前支護作用效果研究[J]. 李術(shù)才,陳紅賓,章沖,龔英杰,李會良,丁萬濤,王琦. 巖土力學(xué). 2017(S2)
[6]復(fù)雜隧道圍巖安全性及其評價方法[J]. 張頂立,臺啟民,房倩. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(02)
[7]深埋隧道斷層段循環(huán)進尺優(yōu)化模擬研究[J]. 凌同華,周凱,謝偉華,何瀚. 交通科學(xué)與工程. 2016(02)
[8]上覆巖層厚度對小凈距隧道穩(wěn)定性的影響[J]. 凌同華,鄧杰夫,吳聯(lián)迎,唐旗. 交通科學(xué)與工程. 2015(04)
[9]淺埋偏壓大跨花崗巖殘積土小凈距隧道合理間距研究[J]. 陳秋南,趙磊軍,謝小魚,賀成斌,曹運江. 中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(09)
[10]穿越斷層破碎帶深埋隧道圍巖失穩(wěn)的突變理論分析[J]. 宋瑞剛,張頂立,文明. 土木工程學(xué)報. 2015(S1)
本文編號:3255173
【文章來源】:長沙理工大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3.1隧道入口段圍巖襯砌結(jié)構(gòu)??3.2大坪尾隧道監(jiān)控量測方案??監(jiān)控量測由必測項目和選測項目構(gòu)成,根據(jù)各隧道地層地質(zhì)條件、周圍環(huán)境和施工??
桿??工作情況。若出現(xiàn)特殊情況應(yīng)提高描述頻率。??(2)地表沉降測量??地表沉降基準點布置于地表沉降影響范圍外,測點采用地表鉆孔埋設(shè),測點周圍用??水泥砂漿固定。沿隧道軸線方向設(shè)置1?2個監(jiān)測斷面,每個斷面布置7?11個監(jiān)測點,??間距2?5m,靠近隧道中線位置測點適當(dāng)加密布置。在隧道施工前需對每測點進行初始??值讀取,且首次讀取時應(yīng)取三次測量(三次量測差值小于±lmm)的平均值作為初始值。??量測過程中各項限差需進行嚴格控制,每個測點讀數(shù)誤差不宜大于〇.3mm。其測點布置??如圖3.2所示。??〇?><??X?X?X?X?X?X?X?X?X??X?Q??I?i?A??圖3.2大坪尾隧道地表下沉量測測點布置??(3)拱頂沉降測量??拱頂下沉測點在隧道初期支護完成后設(shè)置,每個測面布置2?3個測點,具體位于拱??頂及隧道中線左右各2?3m處。初始讀數(shù)宜在3?6小時內(nèi)完成,其它測量應(yīng)在每次開挖??12小時內(nèi)取得初讀數(shù),最晚不得超過24小時,且必須在下一循環(huán)開挖前完成。量測持??續(xù)時間宜為拱頂沉降穩(wěn)定后。斷面測點布置如圖3.3所示。??(4)周邊位移測量??周邊位移測點布置于距掌子面1?2m處,預(yù)埋測點由鋼筋加工而成,用沖擊電錘打??入巖層,用快凝水泥或錨固劑將測點固定,并在測點端頭設(shè)置保護罩。初始讀數(shù)宜在3?6??小時內(nèi)完成,并需要反復(fù)量測,當(dāng)連續(xù)量測三次的誤差小于〇.18mm時,才能確定初始??讀數(shù)。其它測量應(yīng)在每次開挖12小時內(nèi)取得初讀數(shù),最晚不得超過24小時,但必須在??20??
?第三章隧道施工現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析???下一循環(huán)開挖前完成。量測持續(xù)時間宜為周邊位移變形穩(wěn)定后2?3周。斷面測點布置如??圖3.3所示。??a/?1??Si?1?\T^??I?上下合Pfr分界線??圖3.3大坪尾隧道各斷面上測點布置??3.3大坪尾隧道實測數(shù)據(jù)分析??監(jiān)控量測對于隧道安全施工至為重要,貫穿整個施工過程。為更科學(xué)準確地掌握隧??道在掌子面掘進過程中的整體穩(wěn)定性,更有針對性的優(yōu)化下一階段施工工藝和支護方案,??對現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)進行處理與分析顯得十分必要。左線布設(shè)3個監(jiān)測斷面,分別位于??ZK13+605、ZK13+615和ZK13+625;右線布設(shè)4個監(jiān)測斷面,分別位于YK13+552、??YK13+558、YK13+568?和?YK13+582。??3.3.1隧道拱頂下沉監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析??(1)左洞拱頂下沉監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析??左洞入口段共設(shè)置三個監(jiān)測斷面,分別位于ZK13+605、ZK13+615、ZK13+625,??每個斷面設(shè)置3個隧道拱頂沉降監(jiān)測點,拱頂下沉監(jiān)測的數(shù)據(jù)表示測點此次量測相對于??上次量測在豎直方向的變化,負值表示下沉。監(jiān)控量測隨掌子面的推進實時進行?,分析??隧道拱頂沉降隨時間的變化,掌握掌子面開挖對隧道圍巖變形產(chǎn)生的影響。將三個監(jiān)測??斷面的代表點C點沉降值提取,繪制成隧道左洞拱頂沉降變化曲線,如圖3.4所示。??從圖3.4中可以看出,拱頂沉降最大值為13.87mm,位于ZKI3+6丨5,三個監(jiān)測斷??面的拱頂沉降變化趨勢一致,拱頂沉降速率均表現(xiàn)為先增大,后趨于穩(wěn)定,再增大的變??化趨勢。根據(jù)變形速率大小,拱頂沉降變化曲線可分為三個階段,第一個是快速變形階
【參考文獻】:
期刊論文
[1]循環(huán)爆破荷載作用下小凈距隧道中夾巖的累積損傷特征分析[J]. 曹峰,凌同華,李潔,黃阜. 振動與沖擊. 2018(23)
[2]考慮注漿加固作用的非圓形隧道應(yīng)力和變形解析解[J]. 李巖松,陳壽根. 中國公路學(xué)報. 2018(10)
[3]隧道施工塌方事故分析與控制[J]. 侯艷娟,張頂立,李奧. 現(xiàn)代隧道技術(shù). 2018(01)
[4]分岔隧道過渡段的爆破振動特性研究[J]. 凌同華,曹峰,張勝,張亮,谷淡平. 振動與沖擊. 2018(02)
[5]粉質(zhì)黏土隧道超前支護作用效果研究[J]. 李術(shù)才,陳紅賓,章沖,龔英杰,李會良,丁萬濤,王琦. 巖土力學(xué). 2017(S2)
[6]復(fù)雜隧道圍巖安全性及其評價方法[J]. 張頂立,臺啟民,房倩. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(02)
[7]深埋隧道斷層段循環(huán)進尺優(yōu)化模擬研究[J]. 凌同華,周凱,謝偉華,何瀚. 交通科學(xué)與工程. 2016(02)
[8]上覆巖層厚度對小凈距隧道穩(wěn)定性的影響[J]. 凌同華,鄧杰夫,吳聯(lián)迎,唐旗. 交通科學(xué)與工程. 2015(04)
[9]淺埋偏壓大跨花崗巖殘積土小凈距隧道合理間距研究[J]. 陳秋南,趙磊軍,謝小魚,賀成斌,曹運江. 中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(09)
[10]穿越斷層破碎帶深埋隧道圍巖失穩(wěn)的突變理論分析[J]. 宋瑞剛,張頂立,文明. 土木工程學(xué)報. 2015(S1)
本文編號:3255173
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