發(fā)布時間：2017-03-23 06:00

  本文關(guān)鍵詞：第三系砂泥巖隧道涌水涌泥段施工方案研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：第三系砂泥巖是一種特殊巖層,其圍巖工程特性參數(shù)不明確,與水即化,在隧道施工中容易坍塌,嚴重影響著工程質(zhì)量與施工進度。本文是依托牡綏線擴能改造工程雙豐隧道為工程背景,運用有限元數(shù)值模擬方法對第三系砂泥巖地層涌水涌泥段隧道開挖施工方法進行選取,進一步通過數(shù)值模擬分析選取最優(yōu)支護參數(shù)。論文的主要研究工作與成果如下:(1)對隧道發(fā)生涌水涌泥地質(zhì)災(zāi)害地段,分別從地形、地層圍巖、地下水、大氣降水和施工開挖等方面入手研究調(diào)查隧道發(fā)生涌水涌泥的主要原因,并且結(jié)合國內(nèi)外防排水技術(shù)手段,針對隧道發(fā)生涌水涌泥地質(zhì)災(zāi)害作出處理。(2)應(yīng)用現(xiàn)場應(yīng)力監(jiān)控量測手段對隧道涌水涌泥段施工進行監(jiān)控量測,分別在拱頂、左右拱腰、左右邊墻和左右拱腳等七個測點進行埋設(shè)壓力盒、安裝鋼架應(yīng)變計、混凝土應(yīng)變計和鋼筋應(yīng)變計等儀器進行監(jiān)測,及時分析監(jiān)測數(shù)據(jù),研究圍巖受力變形與支護參數(shù)之間的關(guān)系。(3)對CD法施工方法和三臺階中側(cè)壁法進行數(shù)值模擬分析,選取隧道施工最優(yōu)開挖方案,數(shù)值模擬研究得出三臺階中側(cè)壁法具有控制隧道豎向變形、減少圍巖擾動、初期支護性能穩(wěn)定、適合中大型機械施工、施工安全性較高等優(yōu)點,所以選取三臺階中側(cè)壁法作為隧道的開挖施工方案。(4)對初期支護方案中鎖腳錨桿直徑大小、鋼拱架型號和初噴混凝土厚度等支護參數(shù)進行數(shù)值模擬分析,分別對比了每種工況下隧道的變形位移大小、擾動圍巖范圍、以及初期支護混凝土應(yīng)力等因素,得出采用鎖腳錨桿直徑d=89mm、鋼拱架I22a、初噴混凝土厚度h=30cm等支護參數(shù)時更有利于控制隧道變形。(5)采用數(shù)值模擬方法對隧道涌水涌泥段進行泄水降壓技術(shù)研究,分別對地表降水井和平導(dǎo)泄水孔進行數(shù)值模擬分析,研究得出地表降水井排水量為900m3/d大于平導(dǎo)泄水孔排水量600m3/d,并且地表降水井的孔隙水壓為0.9MPa小于平導(dǎo)泄水孔的孔隙水壓1.15MPa,因此選取地表降水井作為隧道泄水降壓的技術(shù)方案。
【關(guān)鍵詞】：第三系砂泥巖 隧道 數(shù)值模擬 施工方案
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U455.49
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 選題背景和意義11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 隧道涌水涌泥機理研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.2 隧道涌水涌泥防治方法研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及其研究路線16-18
• 1.4.1 本文研究的內(nèi)容16-17
• 1.4.2 論文研究的技術(shù)路線17-18
• 2 雙豐隧道工程概況和涌水涌泥因素分析18-26
• 2.1 工程概況18-20
• 2.1.1 隧道設(shè)計概況18-19
• 2.1.2 隧道涌水涌泥概況19-20
• 2.2 圍巖地質(zhì)特征20-21
• 2.3 涌水涌泥失穩(wěn)特征21-23
• 2.4 涌水涌泥因素調(diào)查分析23-25
• 2.4.1 涌水涌泥因素分析23-25
• 2.4.2 綜合分析結(jié)論25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 3 雙豐隧道涌水涌泥段監(jiān)控量測分析26-45
• 3.1 監(jiān)控量測目的和意義26
• 3.2 監(jiān)控量測斷面26-28
• 3.3 監(jiān)控量測原理28-29
• 3.4 監(jiān)控量測結(jié)果分析29-43
• 3.4.1 圍巖壓力監(jiān)測分析29-32
• 3.4.2 鋼拱架應(yīng)力監(jiān)測分析32-35
• 3.4.3 接觸壓力監(jiān)測35-37
• 3.4.4 鋼筋軸力監(jiān)測分析37-41
• 3.4.5 混凝土應(yīng)力監(jiān)測分析41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 4 雙豐隧道涌水涌泥段施工方案比選45-60
• 4.1 施工方案比選45-49
• 4.1.1 CD法46-49
• 4.1.2 三臺階中側(cè)壁臨時仰拱法49
• 4.2 有限元原理簡介49-52
• 4.3 數(shù)值模型建立52-55
• 4.3.1 計算模型與參數(shù)52-54
• 4.3.2 邊界條件54-55
• 4.3.3 支護參數(shù)的數(shù)值實現(xiàn)55
• 4.4 模擬結(jié)果分析55-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 5 雙豐隧道施工技術(shù)方案優(yōu)化60-85
• 5.1 隧道涌水涌泥處泄水降壓方案研究60-70
• 5.1.1 地表降水井與平導(dǎo)排水孔降水研究60-62
• 5.1.2 有限元模型建立62
• 5.1.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析62-70
• 5.2 支護參數(shù)優(yōu)化70-80
• 5.2.1 鎖腳錨桿直徑對比71-74
• 5.2.2 鋼架型號對比74-77
• 5.2.3 初噴混凝土厚度對比77-80
• 5.3 施工技術(shù)設(shè)計80-84
• 5.3.1 鋼拱架縱向鎖定設(shè)計80-82
• 5.3.2 鋼拱架與錨管連接設(shè)計82-84
• 5.4 本章小結(jié)84-85
• 6 結(jié)論與展望85-87
• 6.1 結(jié)論85-86
• 6.2 展望86-87
• 致謝87-88
• 參考文獻88-92
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果92

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本文編號：263050