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原文传递大跨度小净距地铁隧道施工中围岩的稳定性研究

论文题名：	大跨度小净距地铁隧道施工中围岩的稳定性研究
关键词：	地铁隧道;施工工艺;围岩稳定性
摘要：	随着城市地铁建设的迅速发展，由于多种原因使得地铁在发展中出现上、下行分离式的隧道日益增多，而且其之间的净距越来越小，被称为小净距隧道。这种隧道形式是一种介于传统分离式隧道与双连拱隧道之间的新的隧道结构形式，在一定程度上弥补了传统分离式隧道和双连拱隧道的不足，与双连拱隧道相比其更具灵活性和适用性同时还有施工工艺相对简单、防水易于处置、造价易于控制等优点。但是对于不同围岩类型的小净距隧道尤其是软岩隧道，其工程性质相对较差，施工时围岩受到的扰动影响更明显，围岩的稳定性受隧道净距的影响更加直接：当隧道之间的净距小到一定程度时，其塑性区将会出现严重的重合叠加，此时围岩的稳定性将明显降低。因此研究施工过程对大跨度小净距隧道围岩的稳定性影响，确定最经济合理的施工方案有着非常重要的意义。　　本文通过采用理论分析与数值计算相结合的方法，对大跨度小净距隧道的不同施工方法行了较为系统的分析。主要研究成果如下：　　(1）在对三种不同施工方法下的隧道衬砌结构进行受力分析时发现：衬砌结构所受的轴力最大值均位于隧道靠近中夹岩部分的拱腰处，而且其值大小范围基本一致；隧道衬砌所承受的最大弯矩值基本上都出现在啊室的拱脚处。　　(2）通过研究对比分析三种不同的施工工法下的各项围岩变形指标发现，在使用台阶法进行隧道工程施工时，测得隧道围岩的各项沉降数值指标比采用其它两种工法的大，同时双侧壁导坑法跟CRD法相比在施工时对隧道四周围岩的扰动较小。在使用CRD法与双侧壁导坑法时其所选用的临时衬砌结构将隧道的断面进行了分割，使得各开挖步和开挖断面均非常小，并且在使用该方法时施工的临时衬砌在一定程度上控制着洞径范围内围岩的位移发展，这是减小围岩变形的一个非常有效的方法。　　(3）在采用三种不同的施工工法下施工时围岩的中夹岩位置存在着十分严重的应力集中现象，而且应力的分布区域大致相同基本都在各个开挖的导洞尖角或者台阶的尖角处。当隧道工程施工完成后应力主要集中出现在隧道的拱顶、拱脚和仰拱等部位。大断面小净距隧道的中夹岩是隧道开挖过程中的薄弱部位，经过在不同施工方法下对该处考察的应力结果发现，选取台阶法进行施工时的应力值跟选取CRD法及选取双侧壁导坑法施工时的数据要大44％以上，相比之下中夹岩的稳定性更加差劲；但由于CRD法和双侧壁导坑法在开挖施工时工序都非常的复杂，出现应力集中的现象非常明显，此时的应力主要是集中在临时支护结构和初期支护结构的接头处，相比之下隧道围岩本身受到的应力集中程度相比之下却是最轻的。对于整体工况来说，三种不同的施工方法下，绝大部分围岩的最大、最小主应力均呈现出压应力的状态，这充分的说明了隧道围岩的受力状态非常好。　　(4)观察三种施工方法下的围岩变形及受力情况后可以发现，该位置非常容易发生开裂和掉块甚至是整体的崩塌等情况；因此可以看得出来对于隧道中夹岩的加固关系到整个隧道围岩的稳定性，在现场的施工过程中能够通过先进行注浆提高中夹岩的整体性，然后再对中岩墙使用对穿式预应力锚杆进行岩体的加固，这样就可以保证隧道中夹岩的稳定性。
作者：	李宁
专业：	建筑与土木工程
导师：	戴俊
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西安科技大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文