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大断面双侧壁导坑法隧道围岩支护受荷变形规律研究
| 论文题名： | 大断面双侧壁导坑法隧道围岩支护受荷变形规律研究 |
| 关键词： | 隧道施工;围岩支护;双侧壁导坑法;受荷变形;室内模型试验;数值模拟 |
| 摘要： | 随着我国城市轨道交通的飞速发展，较多地铁车站需要建设在城市中心区域。城市地铁隧道暗挖区间往往埋深浅、断面大，同时由于城市中地表人口和建筑物较为密集、地下管桩基和地铁线路多，因此对施工过程中的变形控制极为严格。双侧壁导坑法控制地表沉降和地表水平位移等方面极具优势，因此适用于大断面隧道的施工。然而双侧壁导坑法隧道导洞较多，工序复杂，故研究双侧壁导坑法隧道施工过程中的围岩支护受荷变形规律具有重要工程价值。 本文依托于广州市轨道交通十三号线二期工程冼村站与石牌南站渡线暗挖隧道，利用室内模型试验和数值模拟，对双侧壁导坑法在不同施工参数下引起的围岩支护受荷变形规律进行了研究。 通过室内模型试验，对不同施工顺序引起的地表沉降、围岩应力和衬砌应力进行了对比研究，归纳总结了隧道开挖引起的围岩和支护结构的力学响应特征。研究结果表明：开挖完一侧上导洞后即进行同侧下导洞的开挖，上下层支护结构形成闭环，整体结构能更好的约束围岩，对围岩变形有更好的控制效果，同时下部结构可以分担上部结构所受的应力。因此相比于上下开挖法，左右开挖法造成的地表沉降更小，对围岩扰动更小，支护结构在开挖过程中受力更加平均和稳定。 运用Midas有限元分析软件，对不同开挖进尺、工序间隔和多洞施工的双侧壁导坑法隧道进行了研究，对比分析不同工况引起的地表沉降、围岩应力、衬砌应力、岩柱受荷变形情况等。研究表明：不同施工参数影响围岩和支护结构力学行为的主要原因是支护时间和扰动程度不同。开挖进尺越大，围岩的临空面就越多，支护时间就会越慢，因此地表沉降会更大，支护结构所受应力会更小；工序间隔越大，导洞同步施工会对围岩产生交叠影响就会越小，围岩应力变化值也越小，支护结构成环时间更慢，衬砌应力也会更小；多洞施工对岩柱扰动更大，围岩应力下降更大，整体支护结构所受应力也会更大。 本文的研究成果不仅可为冼村站暗挖隧道区间施工提供指导和优化，还可以为今后大断面隧道设计提供参考。 |
| 作者： | 赵津 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张丽娟;温忠义 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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