【摘要】：我國(guó)西部地區(qū)地形和地質(zhì)情況復(fù)雜,隧道施工過程中往往需要穿越富水區(qū)、斷層破碎帶等不良地質(zhì)區(qū),在施工過程中隧道極易發(fā)生局部坍塌,大變形和涌水等工程問題。因此,為了保證不良地質(zhì)段隧道的安全開挖,研究隧道開挖前的預(yù)加固技術(shù)以及開挖過程中的施工工法和支護(hù)結(jié)構(gòu)是必要而迫切的。本文以秦裕不良地質(zhì)段隧道為研究實(shí)例,結(jié)合隧道的氣象水文條件、地形地貌、地質(zhì)特征以及預(yù)加固技術(shù)的作用機(jī)理和適用范圍,提出了秦裕不良地質(zhì)段隧道的預(yù)加固方案;分析了隧道開挖時(shí)突水突泥的可能性,建立了秦裕隧道最大涌水量簡(jiǎn)化計(jì)算模型,提出了秦裕不良地質(zhì)段隧道開挖的預(yù)加固方案,優(yōu)化了隧道的施工工法和支護(hù)方案,并采用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的方法分析了隧道的穩(wěn)定性。最后,利用有限元軟件分析了水力耦合作用下隧道圍巖應(yīng)力和變形以及襯砌結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn),并通過和力場(chǎng)單獨(dú)作用的隧道對(duì)比分析,得出了水力耦合作用下隧道的變形特點(diǎn)。具體為:(1)詳細(xì)分析了預(yù)加固技術(shù)的作用機(jī)理和適用范圍,結(jié)合秦裕隧道不良地質(zhì)段特點(diǎn),提出了秦裕隧道洞口和穿越極破碎圍巖段管棚、超前小導(dǎo)管和錨桿相結(jié)合的預(yù)加固方案和具體實(shí)施方式,優(yōu)化了錨桿的長(zhǎng)度、傾角和注漿量;(2)結(jié)合秦裕隧道氣象水文條件、地形地貌特征和不良地質(zhì)構(gòu)造等情況,分析了秦裕不良地質(zhì)段隧道突水突泥的可能性,建立了秦裕隧道最大涌水量簡(jiǎn)化計(jì)算模型,計(jì)算了秦裕隧道最大涌水量,并與隧道開挖時(shí)的實(shí)測(cè)值相比較,得出該方法計(jì)算的結(jié)果與實(shí)則測(cè)值較為接近;(3)提出了秦裕不良地質(zhì)段隧道局部坍塌和大范圍涌水的預(yù)防措施,制定了隧道開挖時(shí)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方案,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析了秦裕隧道開挖后支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和隧道的穩(wěn)定性;(4)利用有限元軟件建立了水力耦合作用下隧道開挖的計(jì)算模型,分析了在滲流場(chǎng)和力場(chǎng)作用下隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變形特點(diǎn),并與力場(chǎng)單獨(dú)作用時(shí)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變形進(jìn)行對(duì)比分析,得出結(jié)構(gòu)的受力和變形特點(diǎn)的差異性,為隴南地區(qū)相關(guān)富水隧道開挖提供了指導(dǎo)。
【圖文】：

工程碩士學(xué)位論文第 1 章 緒 論1.1 研究背景及意義改革開放以來我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，公路、鐵路、水利水電等關(guān)乎國(guó)民生活的基礎(chǔ)設(shè)施大量開工建設(shè)。隧道工程作為公路、鐵路和水利水電工程建設(shè)的重要組成部分，其建設(shè)數(shù)量和規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。隧道施工中受地形、水文地質(zhì)條件、隧道埋深等因素影響較大，在地質(zhì)條件差的不良地質(zhì)段區(qū)域開挖隧道極為困難，施工過程中易出現(xiàn)局部塌方，大變形等問題。因此，不良地質(zhì)段等不良地質(zhì)條件下建設(shè)隧道不但增加了隧道工程每延米的造價(jià)，而且威脅隧道施工人員的安全，影響隧道后期的正常運(yùn)營(yíng)[1]。圖 1.1 為不良地質(zhì)條件下施工隧道時(shí)，隧道大變形和局部塌方現(xiàn)場(chǎng)圖片。

工程碩士學(xué)位論文開挖導(dǎo)致的地表沉降量。目前，，隧道施工中最常固技術(shù)和超前小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)技術(shù)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)質(zhì)段的管棚預(yù)加固技術(shù)研究現(xiàn)狀技術(shù)始于 20 世紀(jì) 70 年代，主要是近年來發(fā)展起進(jìn)行隧道掘進(jìn)前的預(yù)加固[6]。20 世紀(jì)日本橫濱時(shí)采用注漿管棚形成預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)，在淺層覆土厚]。在我國(guó)，管棚預(yù)加固處理方法主要適用于隧道進(jìn)工支架，以鋼支架為依托鉆孔，將鋼管傳入鉆孔洞口的預(yù)加固。管棚預(yù)加固技術(shù)承載能力高，對(duì)水區(qū)具有明顯的效果[8]。如圖 1.2 所示，管棚預(yù)
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U455.49

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本文編號(hào)：2589917