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软弱富水地层中浅埋暗挖隧道支护结构受力及地表沉降规律的研究
| 论文题名： | 软弱富水地层中浅埋暗挖隧道支护结构受力及地表沉降规律的研究 |
| 关键词： | 浅埋暗挖隧道;支护结构;受力分析;地表沉降规律;软弱富水地层 |
| 摘要： | 在软弱富水地层中进行浅埋暗挖隧道施工，支护结构和围岩易产生较大的变形甚至失稳，从而影响地表及周围环境。本文以东莞至惠州城际轨道交通工程GZH-5标段中GDK25+080～GDK33+022.303段为工程背景，开展软弱富水地层中浅埋暗挖隧道支护结构受力及地表沉降规律的研究，进行了以下研究工作: (1)采用一种水泥堵漏剂按1∶0.8的水灰比配制模型试验用喷混凝土。 (2)改进了注浆及喷混凝土设备，研制了能喷出雾状的喷混凝土喷头以及压力注浆花管。 (3)开展了2组模型试验（第1组未进行全断面超前注浆，第2组进行了超前注浆），以CD工法进行开挖，模拟了隧道开挖、支护、拆除中隔墙全过程，对拱架内力及地表沉降进行量测，并对试验过程进行了数值模拟。 通过研究取得以下成果: (1)通过模型试验，得到了隧道全断面超前注浆的地表隆起曲线，注浆压力采用30～50kPa时，地表最大隆起量可达1.8mm，对应实际工程隆起量45mm，超过浅埋暗挖法施工质量控制标准规定的10mm。 (2)横向地表沉降曲线呈现Peck公式描述的正态分布曲线形式，最大沉降点偏向先开挖侧;模型试验地表最大沉降值为2.6mm（相当于实际工程65mm），数值计算地表最大沉降值为1.42mm（相当于实际工程35.5mm），均超过浅埋暗挖法施工质量控制标准规定的30mm。 (3)地表沉降历时曲线表明，在开挖面前进至测点对应断面前所产生的地表沉降在总沉降中占很高的比例:模型试验的结果为83％，数值模拟为79.4％。其中，开挖-1D～0D（D为隧道宽度）段时产生的地表沉降的比例可达63％，因此，为控制地表沉降，应采用较强的超前支护手段，其中开挖到距测点1D时尤为重要。 (4)隧道开挖对拱架弯矩及轴力产生明显影响的纵向距离约为1D～2D;拆除中隔墙会引起拱架受力状态产生较大变化;拆除中隔墙后，最大弯矩值出现在①区和④区，②区和③区弯矩值较小并出现有负弯矩;最大轴力出现均在④区，②区和③区轴力值较小，且会出现拉力。 |
| 作者： | 张杰 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 毛坚强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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