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复杂条件下大断面隧道施工关键技术研究
| 论文题名： | 复杂条件下大断面隧道施工关键技术研究 |
| 关键词： | 公路隧道工程;新意法;数值模拟;复杂环境 |
| 摘要： | 本文依托青岛某公路隧道工程，针对其主线和匝道交汇处的大跨段，地质条件复杂、埋深浅和下穿建筑物等特点，开展了大断面隧道施工技术研究。现阶段大断面隧道多采用分步开挖法施工，导致了对围岩的多次扰动、各个工序间相互干扰、仰拱不能及时封闭成环、工期较长和经济性差等许多问题。因此本论文又结合桃树坪隧道工程，开展新意法在大断面隧道施工中的技术研究。优化大断面隧道施工技术，开展大断面隧道的施工研究也一直是业内人士的焦点问题。其主要内容如下: (1)简述国内外大断面隧道的施工的研究现状，指出了研究大断面隧道施工技术的价值和重要性; (2)本文总结了大断面隧道的力学特性，结合轴变理论，分析大断面隧道分步开挖法的力学机理，从理论上论证大断面隧道分步开挖的合理性，提出相应的施工工艺，并总结了现阶段大断面隧道施工工法; (3)利用有限元分析软件，建立本工程中大断面隧道三种分步施工工法的数值模型，对每一个施工环节中的隧道围岩稳定性和围岩支护结构的受力、变形特定进行详细的分析，得出每种施工工法中的关键步骤和隧道的薄弱位置，并提出相应的设计、施工和监测的建议。针对每一种隧道断面，从力学机理、经济效益等角度综合考虑，得出最优的开挖方案; (4)结合具体国内隧道工程，采用数值分析，以掌子面预收敛为指标分析，研究未经过超前支护情况下，大断面隧道掌子面超前收敛与隧道总变形之间的关系，证明了控制大断面隧道的超前核心土的预变形的重要性; (5)针对软岩大断面隧道施工使用分步开挖法出现的问题，结合新意法的理念，提出全断面开挖的可行性。并通过调研桃树坪隧道工程和进行数值模拟，从工效、成本和控制变形方面综合分析，新意法在大断面软岩隧道施工中有更好的适应性和应用前景; (6)采用数值模拟，以掌子面挤出变形和隧道拱顶沉降两项指标为评价手段，分析新意法三种超前加固方式对隧道稳定性的影响，优化新意法超前加固参数设计。 (7)对开挖方案的实施进行了现场的监控量测，并对监测数据进行了全面分析，掌握了围岩和初支的受力状态，进一步验证了开挖方案的合理性，并得出了一些有益的结论。 |
| 作者： | 黄林 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王永红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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