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自进式小管棚在大断面深埋软岩隧道的工程应用研究
| 论文题名： | 自进式小管棚在大断面深埋软岩隧道的工程应用研究 |
| 关键词： | 软岩隧道;自进式小管棚;施工管理;支护结构 |
| 摘要： | 软岩隧道的施工一直是工程界的难题之一，近年来随着西部地区高速铁路大规模的修建，以地质条件极其复杂为鲜明特点的大断面软岩隧道越来越多，软岩隧道施工技术的不断革新成为迫切需求。本文以在建沪昆高铁客运专线大独山隧道为依托，通过调研分析、理论解析、现场试验等方法，对施工过程中提出的全新自进式小管棚（T76S型管棚）在大断面深埋软岩隧道的工程应用进行了研究。主要工作及成果如下: (1)通过现场调研总结，研究了自进式小管棚的施工工艺、施工效率、支护特点。研究得到自进式小管棚是一种集钻进、注浆、支护为一体的全新管棚工艺，它有效克服传统管棚在隧道施工中常见的塌孔、堵孔、存在结构薄弱环节等诸多负面问题，且工艺简便可靠，施工效率高，支护效果良好。 (2)通过理论解析方法，计算了自进式小管棚在大独山隧道深埋软岩地层的受力荷载，研究了适用于大独山隧道的自进式小管棚设计方案。通过对自进式小管棚预支护段的代表性断面进行型钢拱架应力、初期支护—围岩接触压力等现场监测，验证了设计方案能否满足结构需求。 (3)通过现场相近地层不同超前支护段围岩变形监测的对比，详细分析了自进式小管棚对于大断面深埋软岩隧道的围岩变形控制效果。对比结果表明，隧道以两台阶预留核心土法开挖，其变形主要来自于上台阶开挖后围岩的流变变形，而由空间效应产生的变形值小。自进式小管棚对围岩变形控制的效果是明显的，且在变形控制中最大的作用在于改善拱顶及掌子面前方围岩性质，控制围岩的流变变形。 (4)通过对国内应用超前管棚处治隧道塌方的工程案例总结，分析了超前管棚在深埋隧道塌方处治中的作用机理。针对大独山隧道深埋软岩段塌方情况，分析了塌方原因并进行了超前支护方案与开挖工法等的对比，确定了使用双层自进式小管棚+注浆小导管超前支护，三台阶七步法机械人工开挖法处治隧道塌方，取得了出色的处治效果。 |
| 作者： | 王政栋 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 谭忠盛 |
| 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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