原文传递
富水弱胶结粉细砂层隧道双侧壁施工工法及数值模拟分析
| 论文题名： | 富水弱胶结粉细砂层隧道双侧壁施工工法及数值模拟分析 |
| 关键词： | 隧道工程;富水弱胶结砂层;双侧壁施工工法;数值模拟 |
| 摘要： | 需要大力发展交通工程的中国西北地区广泛分布着富水弱胶结砂层,在这种典型软岩地层中修建大断面隧道工程的难度比较大、安全风险高,严重制约着我国西北地区交通工程的发展。如何在此类软弱围岩地质条件下,安全、高效的修建高质量隧道,是当前隧道工程界面临的重要课题之一。 本文依托在建的兰渝铁路桃树坪隧道工程,研究探讨了富水弱胶结粉细砂层隧道双侧壁导坑施工工法及其辅助施工措施等关键技术;对隧道施工过程中的相关应力项目进行了监测和分析;采用有限元软件对隧道施工过程进行了模拟,研究分析了围岩变形规律、支护结构应力分布特征及其变化规律,并结合监测结果综合评价了现行施工方法、支护参数的可行性和支护结构的安全性。综合以上内容的研究分析,得出了以下主要研究成果: (1)在此类特殊富水软岩地层中修建隧道等地下工程时,施工技术的关键在于以降水为前提,超前注浆加固为保障,大断面划分成小断面(双侧壁工法),快挖、快支、快封闭为组织原则,这样才能有效的控制围岩的变形,确保隧道施工安全、高效的推进。 (2)通过对围岩压力、接触压力、二衬钢筋内力的监测和分析,可以看出各监测点的围岩压力、接触压力以及二衬钢筋内力等均呈现出了不规律波动变化的特性,受各部开挖、临时支撑的拆除影响较大,出现长时间波动情况,在监测3到5个月后都呈现出了收敛趋势,基本稳定,数值均在允许范围之内,支护结构处于安全状态。 (3)通过对隧道施工过程进行数值模拟分析,可以看出在此类地层中修建隧道时,围岩易被扰动,扰动范围大,变形速度快,变形时间长,隧道贯通后竖直和水平位移最大值分别为23.6mm和11.2mm;鉴于双侧壁导坑法施工的不对称性,支护结构的受力表现出了不对称性,隧道贯通后初期支护结构的第1和第3主应力最大值分别达到了1.4MPa和-21.7MPa,支护结构受力处于正常状态。 (4)拆除临时支撑是双侧壁导坑法施工比较关键的一道工序,在拆除临时支撑时,对围岩的位移及支护结构的受力都会产生重要的影响,围岩位移和支护结构的应力都会发生突变,突变值较大;研究断面的支护结构应力最大突变值达到了7.4MPa,占到了最大值的37.7％。因此要尽量分段、小范围、小震动拆除,避免对围岩造成较大扰动,并且要加强该段围岩量测频率,发现变形过大时,尽早采取措施,加强支护,控制该部位受力状态的恶化及变形的扩大。 |
| 作者： | 贾军委 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李德武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
