【摘要】：隨著我國越來越多的公路隧道開工建設(shè),隧道的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也越來越高。同時,在隧道施工中不可避免地會遇到許多隧道的建設(shè)問題。軟巖隧道由于圍巖穩(wěn)定性差、圍巖大變形等特征,在施工過程中易發(fā)生塌方等事故造成人員傷亡。本文歸納整理了軟巖的變形特征與強度特征、影響軟巖隧道圍巖穩(wěn)定性的因素以及軟巖隧道施工中易發(fā)生的災(zāi)害,總結(jié)了防止災(zāi)害發(fā)生的技術(shù)措施。結(jié)合滴水巖隧道軟弱圍巖段的工程實例,借助有限元軟件Midas-GTS建立三維模型,模擬分析三種不同施工方法對圍巖穩(wěn)定及初期支護的影響,依據(jù)一定的評定標(biāo)準(zhǔn),比選出合理的施工方法,并對其進行臺階長度和開挖進尺兩個方面的施工優(yōu)化。主要研究成果如下:(1)根據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果可知,上下臺階法、三臺階法和CD法開挖下隧道圍巖變形、圍巖強度以及初支安全性均滿足規(guī)范要求,三種施工方法都可以采用�？紤]到施工效益、施工進度等因素,建議滴水巖隧道軟弱圍巖段采用上下臺階法進行施工。(2)采用比選得到的上下臺階法施工,通過比較不同臺階長度開挖下目標(biāo)斷面圍巖位移場、圍巖應(yīng)力場和初支安全性可知,臺階長度越長,圍巖變形越大,圍巖穩(wěn)定性越差,初支安全系數(shù)越低。依據(jù)規(guī)范,臺階長度3m、5m均能滿足施工要求,臺階長度10m不能滿足要求�？紤]到施工進度等因素,建議滴水巖隧道軟弱圍巖段開挖臺階長度采用5m。(3)采用臺階長度5m的上下臺階法施工,比較不同開挖進尺目標(biāo)斷面圍巖目標(biāo)斷面圍巖位移場、圍巖應(yīng)力場和初支安全性的差異。研究發(fā)現(xiàn),開挖進尺越大,圍巖變形越大,圍巖穩(wěn)定性越差,初支安全系數(shù)越低。依據(jù)一定的判斷標(biāo)準(zhǔn),開挖進尺0.6m、1m和1.2m均能滿足規(guī)范要求�？紤]到施工工期等因素,建議滴水巖隧道軟弱圍巖段開挖進尺選用1.2m。(4)通過對滴水巖隧道軟弱圍巖段K33+640斷面的監(jiān)控量測進行整理分析,研究了隧道拱頂及上臺階測線的位移-時間變形曲線的規(guī)律。通過對實測數(shù)據(jù)進行回歸分析得到監(jiān)測斷面處圍巖的最終變形量。最后通過對比現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬數(shù)據(jù),驗證了數(shù)值計算的可靠性。
【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】：2018
【分類號】：U455.4
【圖文】：

圖 2.1 超前地質(zhì)預(yù)報工作流程影響隧道的掘進速度，而且還會對隧道的工程軟弱圍巖隧道，若爆破對圍巖擾動過大易發(fā)生是十分必要的。的爆破流程是對工作面拱部進行光面爆破，兩側(cè)破，掏槽進行拋擲爆破。另外，應(yīng)在爆破開挖過度調(diào)整裝藥量與進尺，從而加快掘進速度，保確定不僅應(yīng)考慮隧道圍巖的穩(wěn)定性，各施工工斷面大小和形狀、工程地質(zhì)、施工成本、工期工通常采用以下幾種施工方法：

圖 2.2 上下臺階法開挖示意圖上下臺階法使將開挖斷面分為上半斷面和下半斷面進行開挖，開挖步驟如圖 2施工工序：○1 開挖上半斷面；○2 施作上半斷面的初期支護；○3 開挖下半斷面；半斷面的初期支護；○5 在初支閉合成環(huán)斷面處施作二次襯砌。根據(jù)臺階長度可階法分為長臺階法、短臺階法和微臺階法。長臺階法是指臺階長度 50m 或大于 5 倍洞跨。適用條件：隧道圍巖條件較好，斷面不需要底拱封閉；主要適用于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ優(yōu)缺點：相對于全斷面來說，一次開挖斷面尺寸小，有利于減少圍巖變形；上均有較大的工作空間，可平行作業(yè)以加快施工速度；由于臺階長度較長，會減少作業(yè)的干擾以保證施工安全。短臺階法是指臺階長度小于 5 倍洞跨（10～15m）。適用條件：Ⅰ～Ⅴ級圍巖。優(yōu)缺點：采用短臺階法施工可加快全斷面支護結(jié)構(gòu)封閉成環(huán)，進而控制圍巖變，因為臺階長度較短，上、下部平行作業(yè)相互干擾較大，不僅影響施工進度，

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本文編號：2731748