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浅埋偏压软弱围岩隧道设计施工优化研究
| 论文题名： | 浅埋偏压软弱围岩隧道设计施工优化研究 |
| 关键词： | 隧道工程;设计规范;施工方法;软弱围岩;支护参数;受力特性 |
| 摘要： | 随着高速公路的快速发展，隧道工程的数量呈爆发式增长，一些工程地质复杂、施工条件恶劣的隧道成为能否按时通车的控制环节。隧道建设由安全、便捷的环境逐渐发展到恶劣、复杂的环境。复杂地质条件下隧道的设计施工，目前仍然以工程类比法和信息反馈法相结合来施工。在浅埋偏压软弱围岩等复杂地质相结合条件下修建隧道则更为困难。 现行隧道设计规范中，对围岩分级跨度较大，难以适用各种复杂地质条件。本文首先以岜向隧道为工程背景，在Ⅴ级软弱围岩条件下，以地面的倾斜角度和地面与隧道开挖轮廓线之间的法向距离两个变量，采用隧道围岩及支护受力特性作为分类指标，将Ⅴ级围岩进一步细分为的三种类型。 在分类基础上，对隧道设计规范建议的支护参数进行优化，结果表明:对Ⅰ类围岩，规范建议支护参数虽然安全性足够，但材料使用过多，经济性较差，优化后既可减少材料的使用，又可保证结构的安全性;Ⅱ类围岩安全性和经济性良好，可按照规范建议支护参数选取;Ⅲ类围岩安全性较低，必须对规范中支护参数进行适当优化，以保障安全。 在不同类别围岩条件下，隧道使用不同施工方法时，支护受力及变形不同。受偏压的影响，拱顶最大沉降位置偏向覆土较多一侧，较少覆土一侧的支护则更容易向地面方向移动。另外，上覆土层较多一侧拱脚处应力较大，需观察变形情况。对三种施工方法分别在三类围岩状况下进行仿真分析得出:Ⅰ类围岩时，三类施工方法都满足安全性，但核心土法施工难易程度和经济性上优于单侧壁导坑法和CRD法;Ⅱ类围岩时，单侧壁导坑法能有效控制隧道施工时支护的应力，为此条件下最优施工方法;Ⅲ类围岩，CRD法施工时，支护的各个方面都满足安全性，而其他方法施工时锚杆将产生过大应力而破坏。 监控量测是隧道信息化施工的主要手段，是信息反馈设计法的重要内容。把现场支护实时变形数据反馈给施工及设计，不仅能及时优化施工、设计方案，还能保证隧道施工的安全。以三种施工方法在三类围岩条件中的数值仿真为基础，得到不同施工方法下隧道典型特征点处拱顶沉降及水平位移数据，再对比现场实际沉降及收敛数据，突显围岩分类必要性，并提出浅埋偏压软弱围岩下，隧道的建议监控量测新方案。 本文创新性地提出围岩等级一定且不同偏压角度、法向距离条件下的分类方法，可为不同浅埋偏压工况下隧道设计及施工提供可靠的技术支持，并对类似复杂地质条件下的隧道工程也有借鉴意义。 |
| 作者： | 甘俊壕 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 黄伦海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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