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第三系富水砂泥岩地层对隧道的影响及预加固措施研究
| 论文题名： | 第三系富水砂泥岩地层对隧道的影响及预加固措施研究 |
| 关键词： | 隧道施工;注浆加固;富水砂泥岩;围岩变形;数值模拟;管棚加固;小导管加固 |
| 摘要： | 富水砂泥岩地层作为近几年隧道施工界遇到的工程性质比较复杂的地层之一，围岩易受扰动，开挖后变形大，岩性复杂，一直困扰隧道工程施工的难题。为了保证隧道施工过程安全，一般采取预加固措施来对掌子面前方围岩进行预加固，在我国，管棚预加固和小导管注浆预加固措施作为隧道穿越围岩破碎带及软弱地层时常用的预加固措施，在隧道穿越不良地质时发挥了重要作用。 本文以哈牡线爱民隧道为工程依托，采用理论分析、监控量测、数值模拟相结合的方式，对爱民隧道第三系富水砂泥岩的围岩变形特征和隧道穿越第三系富水泥岩段的不同预加固措施进行对比分析，论文的主要研究内容如下: (1)结合爱民隧道实际工程情况，通过查阅文献、总结以往工程经验，对国内外隧道预加固措施进行总结归纳，分析了不同的预加固措施的加固机理。根据现场变形实际施工中的监测情况，总结了爱民隧道富水砂泥岩地层的围岩变形特征。 (2)根据爱民隧道现场监控量测结果，分析了富水砂泥岩地层下的隧道围岩变形和支护结构受力情况，总结了富水砂泥岩地层下隧道支护结构受力和围岩变形的规律。模拟未采取加固措施下的隧道施工过程，结果表明数值模拟结果与实际监测结果基本一致，实测值中衬砌支护结构受力较大，部分位置钢架出现屈服，有必要施做进行预加固措施保障施工安全。 (3)对管棚和小导管两种预加固措施进行了数值模拟，并同隧道无预加固措施下的数值模拟结果进行对比分析;在注浆加固区模拟方面，采用分段叠加的办法对加固区进行模拟，更加符合实际施工中的加固区形式，对管棚和小导管注浆加固区的模拟结果对比分析表明:管棚预加固后承担的上覆围岩压力传递较远，加固区受力较小导管小，掌子面后方围岩整体性较小导管加固效果好，隧道水平收敛值也较小导管加固后的收敛值小。 (4)将现场监测与理论分析和数值模拟相结合，评价管棚和小导管预加固措施在富水砂泥岩地层下的加固效果，证明了采取管棚预加固措施并结合三台阶七步开挖法可以很好的抑制围岩变形，确保隧道施工安全，对类似工程有一定的参考价值。 |
| 作者： | 李新斌 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李德武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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