本文關(guān)鍵詞：軟弱圍巖大斷面隧道施工方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國鐵路的大規(guī)模建設(shè),大跨度隧道的設(shè)計施工技術(shù)不斷取得突破和發(fā)展。鐵路隧道中的三線隧道、四線隧道以及單雙線隧道分叉段,多由大跨隧道組成。隨著“一帶一路”的推進,高速鐵路的迅速發(fā)展,山區(qū)高等級公路、鐵路隧道的修建會越來越多,由于選線標(biāo)準(zhǔn)、地形地貌等因素的影響,必然會產(chǎn)生許多的大跨隧道,也必然會穿越許多復(fù)雜的地層,尤其是斷層破碎帶等軟弱圍巖地帶。但現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)范中,并沒有具體的設(shè)計說明,需要我們針對具體的工程做相應(yīng)的計算和分析,來研究軟弱圍巖中大跨隧道的施工方法。本文依托成蘭鐵路在建柿子園隧道,對兩種軟弱圍巖大斷面隧道施工方法進行了研究。通過對迂回導(dǎo)坑的正分析,將計算結(jié)果與監(jiān)測結(jié)果對比,確定了合理的圍巖參數(shù),供大斷面隧道計算使用。采用三維數(shù)值模擬手段,分別對雙側(cè)壁法和雙側(cè)墻導(dǎo)坑法進行了數(shù)值模擬,對兩種施工方法中開挖順序、如何分部開挖、拆除臨時支撐的時機、各部之問掌子面的距離等做了相應(yīng)優(yōu)化分析,確定了優(yōu)化的施工方案。對優(yōu)化后的兩種工法進行施工過程的三維數(shù)值模擬,分析了兩種工法的受力特點。經(jīng)過分析和比較,得出了如下結(jié)論：(1)通過迂回導(dǎo)坑的數(shù)值模擬,提取位移、應(yīng)力結(jié)果與監(jiān)測結(jié)果做對比。確定了計算中圍巖采用的參數(shù)。(2)對雙側(cè)壁法進行了優(yōu)化,確定了合理的開挖順序、開挖高度等。計算得出當(dāng)隧道各部開挖面距離為3.6m時,各塑性區(qū)不再貫通。當(dāng)拆撐處與最后開挖面(仰拱中部開挖面)的距離為9.6m時,位移趨于收斂,即前方施工對其影響較小,可以拆除支撐。(3)對雙側(cè)墻導(dǎo)坑法進行了優(yōu)化,在允許拱部圍巖產(chǎn)生一定變形的情況下,兩部開挖拱部土體方法較好。確定了當(dāng)拆撐處與4部開挖面的距離達到13.2m時,位移趨于收斂,即前方施工對其影響較小,可以拆除支撐。(4)拱頂沉降位移結(jié)果表明,采用雙側(cè)壁法施工,應(yīng)注意拱部土體開挖時的拱頂沉降,可以采用臺階法分兩部開挖拱部土體。若采用雙側(cè)墻導(dǎo)坑工法,應(yīng)注意拆除拱部支撐時的拱頂沉降,在拆除拱部支撐前,建議適當(dāng)加強拱部初期支護。(5)應(yīng)力結(jié)果表明,兩種工法在側(cè)墻、仰拱位置剪應(yīng)力最大。仰拱中部,雙側(cè)壁工法的最大剪應(yīng)力為3.95 MPa；雙側(cè)墻導(dǎo)坑法的最大剪應(yīng)力為1.16 MPa。雙側(cè)墻導(dǎo)坑法中大邊墻能有效地承擔(dān)拱部傳來的荷載,對隧道的側(cè)墻及仰拱部位起到了保護作用。對于地質(zhì)條件復(fù)雜、構(gòu)造應(yīng)力較大的軟巖隧道,特別是側(cè)墻、仰拱部位變形較大的隧道,雙側(cè)墻導(dǎo)坑法能較好的改善結(jié)構(gòu)的受力。
【關(guān)鍵詞】：軟弱圍巖 大斷面隧道 雙側(cè)壁法 雙側(cè)墻導(dǎo)坑法 開挖方式
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U455.4
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 選題背景及研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3 研究內(nèi)容與思路18-20
• 2 依托工程概況20-34
• 2.1 柿子園隧道概況20-21
• 2.2 小凈距段(D3K87+350～D3K87+500段)21-24
• 2.2.1 施工圖設(shè)計地質(zhì)情況21
• 2.2.2 現(xiàn)場變更設(shè)計地質(zhì)情況21-24
• 2.3 新增迂回導(dǎo)坑24-26
• 2.3.1 迂回導(dǎo)坑工程概況24
• 2.3.2 開挖揭示地質(zhì)情況24-26
• 2.4 大跨段(D3K87+110～+500段)26-30
• 2.4.1 地形地貌27
• 2.4.2 地層巖性27-28
• 2.4.3 地質(zhì)構(gòu)造28-30
• 2.5 大斷面隧道設(shè)計30-34
• 2.5.1 大斷面隧道的判斷標(biāo)準(zhǔn)與特點30-31
• 2.5.2 設(shè)計方案優(yōu)化31
• 2.5.3 大斷面隧道的施工方法31-34
• 3 迂回導(dǎo)坑的現(xiàn)場監(jiān)測和數(shù)值模擬34-62
• 3.1 引言34
• 3.2 迂回導(dǎo)坑工程概況34-35
• 3.3 迂回導(dǎo)坑地質(zhì)條件35-36
• 3.4 圍巖和支護的力學(xué)參數(shù)36-40
• 3.4.1 圍巖力學(xué)參數(shù)36-38
• 3.4.2 支護力學(xué)參數(shù)38-40
• 3.5 現(xiàn)場監(jiān)測40-44
• 3.5.1 隧道位移的監(jiān)測結(jié)果40-41
• 3.5.2 支護的應(yīng)力、應(yīng)變的監(jiān)測結(jié)果41-44
• 3.6 回導(dǎo)坑有限元數(shù)值模擬44-61
• 3.6.1 有限元模型和計算條件45-47
• 3.6.2 隧道位移的計算結(jié)果47-50
• 3.6.3 支護應(yīng)力的計算結(jié)果50-59
• 3.6.4 現(xiàn)場監(jiān)測與有限元數(shù)值模擬的比較59-61
• 3.7 本章小結(jié)61-62
• 4 雙側(cè)壁法研究62-84
• 4.1 工程案例62-63
• 4.2 開挖順序?qū)λ淼赖挠绊?/span>63-71
• 4.2.1 有限元模型和計算條件64-68
• 4.2.2 計算結(jié)果68-71
• 4.3 開挖高度對隧道的影響71-76
• 4.3.1 有限元模型和計算條件71-72
• 4.3.2 計算結(jié)果72-76
• 4.4 開挖面距離的確定76-78
• 4.5 拆除內(nèi)部支撐時機的確定78-81
• 4.5.1 有限元模型和計算條件78-79
• 4.5.2 計算結(jié)果79-81
• 4.6 本章小結(jié)81-84
• 5 雙側(cè)墻導(dǎo)坑法研究84-100
• 5.1 工程案例84-86
• 5.2 上部開挖方式比較86-95
• 5.2.1 有限元模型和計算條件86-91
• 5.2.2 計算結(jié)果91-95
• 5.3 拆除拱部臨時支撐時機的確定95-99
• 5.3.1 有限元模型和計算條件95-96
• 5.3.2 計算結(jié)果96-99
• 5.4 本章小結(jié)99-100
• 6 兩種工法的比較100-124
• 6.1 側(cè)壁法三維模擬100-105
• 6.1.1 有限元模型和計算條件100-102
• 6.1.2 計算結(jié)果102-105
• 6.2 雙側(cè)墻導(dǎo)坑法三維模擬105-110
• 6.2.1 有限元模型和計算條件106-107
• 6.2.2 計算結(jié)果107-110
• 6.3 兩種工法計算結(jié)果的比較110-122
• 6.3.1 9.6m斷面處結(jié)果的比較111-116
• 6.3.2 20.4m斷面處結(jié)果的比較116-122
• 6.4 本章小結(jié)122-124
• 7 結(jié)論與展望124-126
• 7.1 結(jié)論124-125
• 7.2 展望125-126
• 參考文獻126-130
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果130-134
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集134

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