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兰州地铁大断面黄土隧道浅埋暗挖法施工力学特性研究
| 论文题名： | 兰州地铁大断面黄土隧道浅埋暗挖法施工力学特性研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;黄土地层;浅埋暗挖法;施工力学特性 |
| 摘要： | 由于黄土地层性状复杂，不同地区隧道所处黄土地层，黄土成因及类型，含水量，湿陷性等各异，相关工程力学指标和工程特性差异较大。黄土地铁隧道浅埋暗挖法不论从设计还是施工方面均缺乏经验与理论指导，因此选定兰州地铁大断面黄土隧道浅埋暗挖法施工力学特性研究这一课题，深入分析了不同施工方案的初期支护、围岩受力规律以及在隧道开挖过程中隧道洞室周边的位移情况，以期为复杂条件下黄土地区城市地铁隧道工程的设计和施工提供理论依据和指导作用。 本文以兰州城市轨道交通1号线一期工程为背景，针对上述问题进行了深入研究，结合近年来国内外浅埋隧道领域取得的研究成果，借助FLAC3D软件建立三维模型，模拟兰州地铁的开挖支护过程，对双侧壁导坑法的三种不同施工方案，即四步开挖上导超前5m，四步开挖上导超前10m，六步开挖上导超前5m，从不同超前导坑长度以及不同施工步数方面，分别进行了数值模拟。通过三种施工方案的对比分析，得出如下结论： （1）从四步开挖上导超前10m方案可以看出上导超前长度影响初期支护受力状态。在施工过程中，上导超前长度增大会使初期支护局部在水平方向出现较大的拉应力，最大拉应力为2.41MPa，超过《地铁设计规范》中喷射混凝土抗拉强度1.3MPa，影响结构安全。因此，在大断面黄土隧道开挖支护过程中，建议控制导坑的超前距离。 （2）比较三种方案，六步开挖上导超前5m引起的地表和拱顶沉降最小，并且施工步造成的最大沉降量及沉降比例最小。因此，在大断面黄土隧道开挖支护过程中，增加施工步和减小超前导坑超前距离能够有效地控制地表沉降和拱顶沉降。 （3）监测断面初期支护封闭成环后，三种方案的每步地表沉降和拱顶沉降比例都迅速减小，随后逐渐趋于稳定。建议及时对开挖断面的初期支护进行封闭能够有效地控制沉降。 （4）六步开挖上导超前5m方案在两个净空收敛监测断面监测值均为最小。因此，在大断面黄土隧道开挖支护过程中，增加施工步和减小超前导坑超前距离能够有效地控制净空收敛。 （5）六步开挖上导超前5m方案引起的拱底最大隆起量为三种方案中最小。因此，增加施工步和减小超前导坑超前距离可以减小拱底最大隆起量。 |
| 作者： | 仲光伟 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 严松宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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