復(fù)雜地質(zhì)條件和建設(shè)環(huán)境下,暗挖斷面面積超過300 m~2的淺埋隧道是國際隧道界的公認(rèn)難題。港珠澳大橋拱北隧道最小埋深4~5 m,斷面面積336.8 m~2,是目前世界上開挖斷面最大的單個暗挖隧道。隧道采用“超大管幕+人工冷凍+掌子面注漿”的工法施工,為復(fù)雜條件下超大斷面隧道的建造提供了新的思路。封閉管幕冷凍圈內(nèi)地層注漿對維持掌子面穩(wěn)定、保護(hù)施工安全至關(guān)重要。由于封閉管幕冷凍圈特殊的止水條件和地層溫度邊界,傳統(tǒng)的注漿工藝和參數(shù)難以適用,需對其注漿機(jī)理進(jìn)行研究,實(shí)現(xiàn)工藝的創(chuàng)新和突破。本文以港珠澳大橋珠海連接線拱北隧道暗挖段為工程實(shí)例,綜合采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場監(jiān)測等方法,研究封閉管幕冷凍圈內(nèi)地層注漿機(jī)理和工藝,具體研究工作和主要結(jié)論包括:（1）研究了封閉管幕冷凍圈的形成和凍脹控制�；跓崃︸詈显�,采用有限元法預(yù)測了拱北隧道管幕冷凍圈形成過程中土體溫度變化及地表凍脹位移,比較和分析了管幕周圍土體預(yù)注漿、采用限位管模式及限位管+預(yù)注漿聯(lián)合作用等三種凍脹控制方案對地層的凍脹控制效果。通過現(xiàn)場地表凍脹實(shí)測數(shù)據(jù)與軟件模擬結(jié)果的比較分析,從地層溫度和地表位移分布規(guī)律說明凍脹控制技術(shù)的工作原理。... 

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 注漿概述
        1.2.2 注漿理論
            1.2.2.1 滲透注漿理論
            1.2.2.2 壓密注漿理論
            1.2.2.3 劈裂注漿理論
        1.2.3 注漿數(shù)值模擬
        1.2.4 注漿工藝
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 研究方法
    1.5 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 封閉管幕冷凍圈的形成和凍脹控制
    2.1 工程概況
    2.2 封閉管幕冷凍圈地層凍脹控制技術(shù)
    2.3 封閉管幕冷凍圈凍脹數(shù)值模擬
        2.3.1 計算原理
        2.3.2 數(shù)值模型
        2.3.3 邊界條件
    2.4 凍脹控制技術(shù)方案比選
    2.5 凍脹模擬結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)對比分析
        2.5.1 地層溫度對比分析
        2.5.2 地表豎向位移對比分析
    2.6 小結(jié)
第三章 封閉管幕冷凍圈內(nèi)地層注漿機(jī)理研究
    3.1 漿液擴(kuò)散及加固機(jī)理分析
    3.2 漿液擴(kuò)散規(guī)律分析
        3.2.1 賓漢體漿液的黏度時變性
        3.2.2 漿液擴(kuò)散運(yùn)動方程
            3.2.2.1 基本假設(shè)
            3.2.2.2 擴(kuò)散運(yùn)動方程
        3.2.3 漿液擴(kuò)散距離影響因素
            3.2.3.1 漿液黏度時變系數(shù)
            3.2.3.2 漿液擴(kuò)散平均速度
            3.2.3.3 漿液擴(kuò)散方向
    3.3 最佳注漿孔距和排距
    3.4 注漿壓力
    3.5 小結(jié)
第四章 封閉管幕冷凍圈內(nèi)地層注漿數(shù)值模擬研究
    4.1 單孔注漿模擬
        4.1.1 計算原理
        4.1.2 數(shù)值模型
        4.1.3 邊界條件
        4.1.4 結(jié)果分析
    4.2 封閉管幕冷凍圈內(nèi)地層注漿模擬
        4.2.1 數(shù)值模型
        4.2.2 邊界條件
        4.2.3 結(jié)果分析
    4.3 注漿效果檢驗與評價
    4.4 小結(jié)
第五章 封閉管幕冷凍圈內(nèi)地層注漿施工工藝
    5.1 注漿參數(shù)
        5.1.1 注漿參數(shù)及漿液配合比設(shè)計
        5.1.2 一次注漿深度及注漿孔布置
        5.1.3 注漿壓力
    5.2 注漿工藝
        5.2.1 鉆孔
        5.2.2 注漿
            5.2.2.1 注漿縱向分段
            5.2.2.2 注漿橫向分層
    5.3 監(jiān)控量測方案
        5.3.1 監(jiān)測項目概述
        5.3.2 管幕位移監(jiān)測
        5.3.3 凍結(jié)圈溫度監(jiān)測
    5.4 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 封閉管幕冷凍圈的形成和凍脹控制研究成果
    6.2 注漿機(jī)理和數(shù)值模擬研究成果
    6.3 注漿工藝研究成果
    6.4 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文、專利
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于滲濾效應(yīng)的沙層劈裂注漿擴(kuò)散規(guī)律分析及其ALE算法[J]. 朱光軒,張慶松,劉人太,李術(shù)才,王洪波,鄭卓,郭焱旭.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(S2)
[2]側(cè)向輻射注漿技術(shù)處治現(xiàn)役高速公路沉降分析[J]. 李建斌,劉漢龍,孔綱強(qiáng),肖楊,CHU Jian.  巖土力學(xué). 2017(S1)
[3]速凝漿液裂隙動水注漿擴(kuò)散數(shù)值模擬與試驗驗證[J]. 劉人太,張連震,張慶松,楊磊,李志鵬,孫子正,張世杰,朱光軒.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(S1)
[4]考慮漿液黏度時空變化的速凝漿液滲透注漿擴(kuò)散機(jī)制研究[J]. 張連震,張慶松,劉人太,李術(shù)才,王洪波,李衛(wèi),張世杰,朱光軒.  巖土力學(xué). 2017(02)
[5]全強(qiáng)風(fēng)化花崗巖隧道突水災(zāi)害機(jī)制與協(xié)同治理技術(shù)研究[J]. 袁敬強(qiáng),陳衛(wèi)忠,黃世武,周小生,周曾輝,劉金泉.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2016(S2)
[6]土遺址裂隙注漿用SH-（C+F+CaO）漿液耐久性試驗研究[J]. 諶文武,劉建,龔書亞,楊光,王東陽,林高潮.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2016(S2)
[7]基于土體非線性壓密效應(yīng)的劈裂注漿機(jī)制分析[J]. 張連震,李志鵬,張慶松,劉人太,張霄,俞文生.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2016(07)
[8]基于“漿–土”界面應(yīng)力耦合效應(yīng)的劈裂注漿理論研究[J]. 張慶松,張連震,劉人太,俞文生,鄭卓,王洪波,朱光軒.  巖土工程學(xué)報. 2016(02)
[9]劈裂注漿復(fù)合土體平面等效彈性模型理論研究[J]. 郭炎偉,賀少輝,管曉明,劉夏冰.  巖土力學(xué). 2015(08)
[10]流變參數(shù)時變性冪律型水泥漿液的柱形滲透注漿機(jī)制研究[J]. 楊志全,牛向東,侯克鵬,周宗紅,梁維,郭延輝,蘆涌峰,楊八九,程涌.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2015(07)

博士論文
[1]地鐵穿越砂層注漿擴(kuò)散與加固機(jī)理及工程應(yīng)用[D]. 張連震.山東大學(xué) 2017
[2]海底隧道不良地質(zhì)段圍巖穩(wěn)定性分析及其控制[D]. 潘建立.北京交通大學(xué) 2016
[3]煤系巖溶含水層注漿改造參數(shù)優(yōu)化與效果評價[D]. 周盛全.安徽理工大學(xué) 2015
[4]隧道泥質(zhì)充填斷層破碎帶劈裂注漿擴(kuò)散機(jī)理及工程應(yīng)用[D]. 俞文生.長沙理工大學(xué) 2015
[5]樁端后注漿漿液擴(kuò)散機(jī)理及殘余應(yīng)力研究[D]. 鄒健.浙江大學(xué) 2010

碩士論文
[1]小開度裂隙注漿封堵擴(kuò)散規(guī)律及控制參數(shù)研究[D]. 徐程.山東大學(xué) 2016
[2]單一裂隙注漿擴(kuò)散及封堵機(jī)理的數(shù)值模擬研究[D]. 朱明聽.山東大學(xué) 2013
[3]海底透水通道發(fā)育帶隧道施工注漿技術(shù)研究[D]. 楊紅春.北京交通大學(xué) 2010
[4]凍融條件下隧道工程防水注漿機(jī)理和施工技術(shù)的研究[D]. 李傳富.鐵道部科學(xué)研究院 2005



本文編號：3719528