【摘要】：隨著我國的快速發(fā)展,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度加大,偏壓隧道日益增多。此外,由于選線設(shè)計,傍山穿越作為一種常見的情況,在此淺埋段更易產(chǎn)生隧道所承受荷載的不對稱,嚴(yán)重影響了隧道的安全和正常運營。偏壓現(xiàn)象對隧道建設(shè)的影響是多方面的,通常體現(xiàn)在隧道襯砌結(jié)構(gòu)的受力、洞口邊仰坡的穩(wěn)定性以及隧道施工等。因此,對淺埋偏壓條件下隧道的圍巖穩(wěn)定性與支護進行研究具有重要的實用價值和巨大的社會經(jīng)濟意義�；诖�,本文選取廣東省河惠莞高速公路佳龍嶂隧道為研究案例,在詳實的野外調(diào)查基礎(chǔ)上,采用物理模擬試驗方法,模擬其在開挖擾動條件下圍巖的穩(wěn)定性與支護結(jié)構(gòu),同時也為此類隧道的建設(shè)提供一些參考和理論支撐。主要取得以下研究成果:(1)查明了遂址區(qū)的工程地質(zhì)條件及坡體結(jié)構(gòu)特征。隧址區(qū)地層為全風(fēng)化花崗巖及粉質(zhì)黏性土,斜坡出口端山坡坡度較緩,一般20o~30o,中部較陡,一般30o~40o。斜坡底部發(fā)育一條坡腳溝谷,中部有一順坡向的沖溝。(2)根據(jù)野外調(diào)查成果,建立佳龍嶂隧道YK126+180斷面的地質(zhì)概念模型及物理模型。概念模型重點考慮斜坡的巖土體等特征,在概念模型的基礎(chǔ)上,對該坡體進行適當(dāng)簡化,建立相似比為1:50的物理模型,采用正交方法進行相似材料配比試驗,優(yōu)選圍巖及襯砌的相似材料配比。(3)試驗?zāi)M出了佳龍嶂隧道在開挖條件下的土壓力變化過程,綜合試驗結(jié)果,將模型土壓力與實測值進行對比分析:模型試驗中,左洞不同部位土壓力的變化受左洞施工擾動影響最大,左洞的圍巖壓力最大部位在左洞左拱腰,達到5.5Kpa;右洞不同部位土壓力的變化主要受右洞擾動影響明顯,其次,也受左洞擾動影響,右洞圍巖壓力最大部位在右洞拱頂,達到5.8Kpa;左洞上臺階開挖使得左、右洞所有部位的圍巖壓力都表現(xiàn)出急劇增大的趨勢,左、右洞不同部位受開挖影響程度有些差異:左洞右拱腰、拱頂?shù)淖兓繛樽畲?.0Kpa,右洞拱頂?shù)淖兓繛樽畲?.5Kpa,左洞上臺階的開挖對左洞靠山一側(cè)、右洞拱頂?shù)挠绊懽畲?右洞導(dǎo)洞上臺階開挖使得左洞所有部位的圍巖壓力都趨于小幅度的下降,此后,靠山一側(cè)的左洞拱頂、右拱腰一直處于穩(wěn)定狀態(tài),左洞其他部位處于不同速率的下降狀態(tài),右洞所有部位都有不同程度的增大;圍巖壓力實測數(shù)據(jù)中,右洞拱頂大于左拱腰大于右拱腰,實測曲線規(guī)律對應(yīng)于模型中右洞在開挖左洞上臺階到開挖右洞導(dǎo)洞上臺階這一過程的曲線,開挖左洞上臺階時受到擾動壓力曲線陡然增大,此后在開挖左洞下臺階和上左洞二襯時,壓力曲線趨于穩(wěn)定狀態(tài)。(4)綜合模型試驗襯砌應(yīng)變結(jié)果以及實測應(yīng)變,通過對比發(fā)現(xiàn):模型試驗中,左、右洞不同部位應(yīng)變(位移)的變化在右洞導(dǎo)洞下臺階開挖擾動影響下取得最大值,其值有所區(qū)別。任意開挖步驟使得左、右洞所有部位的位移出現(xiàn)一樣的波動趨勢,開挖步驟對于左、右洞所有部位的位移規(guī)律沒有影響。左、右洞所有部位的峰值區(qū)間出現(xiàn)在右洞導(dǎo)洞上臺階開挖到右洞主洞上臺階開挖這個時間范圍內(nèi),右洞的開挖對于整個隧道襯砌的變形具有關(guān)鍵控制性作用。實測數(shù)據(jù)與模型中右洞的位移規(guī)律對比發(fā)現(xiàn),對應(yīng)于右洞在開挖右洞導(dǎo)洞上臺階到開挖右洞主洞上臺階這一過程的曲線規(guī)律,只是模型中三處部位的位移大小為左拱腰等于右拱腰大于拱頂,與實測規(guī)律有差異。(5)對研究隧道開挖后的裸洞、原有支護措施進行了數(shù)值計算,得到了裸洞、原有支護體系下的模型圍巖應(yīng)力云圖、最大剪應(yīng)變云圖、總位移云圖、錨桿軸力分布圖、混凝土彎矩圖、混凝土剪力圖。經(jīng)兩種情況分析后,進行支護措施的數(shù)值優(yōu)化,在考慮圍巖性質(zhì)(V)、施工等因素下的減小錨桿環(huán)向間距和增大桿體長度是較為理想的支護方案。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

第 2 章 隧址區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件2.1 自然地理2.1.1 區(qū)域交通位置擬建河惠莞高速佳龍嶂隧道位于廣東省河源市東源縣康禾鎮(zhèn)，進口位于佳村，出口位于彰教林場，設(shè)計為上、下行分離的四車道高速公路隧道，左右距進口約為 22m，出口約為 21.2m，洞身段最大間距 35m。隧址區(qū)地處深山地區(qū)，群山連綿，溝谷縱橫，隧道進出口有縣級公路相通，，交通較為方便，地理位置如圖 2-1。有鄉(xiāng)道走向與隧道軸向近于平行，較為便利。區(qū)域范圍總體呈南北向的龍河高速、梅河高速、長深高速、濟廣高速、粵贛高速穿過建南北向的河惠莞高速與東西向的汕湛高速相連接，北接江西定南高速，如-2。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U452.12

【參考文獻】

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本文編號：2591845