發(fā)布時間：2020-04-07 23:59

【摘要】：由于地質(zhì)情況和自然因素等原因,隧道初期支護變形過大導(dǎo)致侵限的現(xiàn)象時有發(fā)生,一般的處理方案有換拱和暗洞改明洞兩種,而對于埋深淺、巖質(zhì)差的洞口段來說,采取后一種方案顯然更加安全。與此同時,這也將導(dǎo)致原設(shè)計的邊仰坡位置沿隧道軸線方向往后移動,需要在既有隧道的上方進行大面積的開挖工程。隨著邊仰坡開挖的面積增大,影響的范圍和程度也隨之增加,開挖過程中必然會引起圍巖應(yīng)力重分布,使隧道產(chǎn)生附加位移,嚴重威脅既有隧道結(jié)構(gòu)的安全。因此,如何預(yù)測暗改明時邊仰坡開挖對隧道穩(wěn)定性的影響以及合理選擇控制隧道附加位移的工藝具有重要意義。本文依托具體工程背景,運用數(shù)值模擬和實測數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的方法,研究了洞口段暗改明邊仰坡開挖對小凈距隧道的影響,主要內(nèi)容如下:(1)分析了不同形式的開挖工程對下方既有隧道的影響機理,總結(jié)了影響隧道附加位移的相關(guān)因素;(2)結(jié)合具體工程背景,借助有限元軟件MIDAS/GTS建立三維模型進行數(shù)值模擬分析。從附加位移的角度出發(fā),研究了洞口段上方邊仰坡開挖對小凈距隧道的影響,得出了下方隧道的水平位移、豎向位移和縱向位移規(guī)律。結(jié)果表明:邊仰坡開挖導(dǎo)致隧道縱向位移的范圍有限且呈現(xiàn)不均勻隆起現(xiàn)象,位于開挖區(qū)域正下方的隧道附加位移以豎向位移為主,而位移開挖區(qū)域一側(cè)的隧道附加位移以水平位移為主。(3)借助軟件建立二維模型對典型斷面進行更改參數(shù)的多工況模擬,分析了隧道拱頂剩余覆土厚度、隧道襯砌結(jié)構(gòu)完整度和不同開挖方式等因素的改變對隧道附加位移的影響程度。結(jié)果表明:淺層開挖時隧道的拱頂位移變化受到卸荷量的影響較大,而到達一定的開挖深度后,隧道的拱頂位移變化更多的和拱頂剩余覆土厚度相關(guān);卸荷量一定時,隨著隧道拱頂剩余覆土厚度的減少,拱頂位置的附加位移增大,而拱底位置的附加位移不變;采取分層分塊的開挖方式能夠有效的控制下方隧道的附加位移速率。(4)總結(jié)了隧道內(nèi)支撐等用來減小隧道附加位移的控制措施,介紹了具體工程的控制措施并對隧道和邊坡的監(jiān)控量測數(shù)據(jù)進行具體的分析。結(jié)果表明:隧道的拱頂位移實測值和數(shù)值模擬的結(jié)果都表現(xiàn)為拱頂位移向上,實測位移值小于數(shù)值模擬值,采取洞內(nèi)反壓回填和“T”字型鋼架內(nèi)支撐能夠有效的控制隧道的附加變形,確保施工過程中的安全。
【圖文】：

參數(shù)分析模型的建立選取隧道斷面建立 模型，長為 ，寬為 。隧道洞頂?shù)降乇砩疃热。_挖到距離隧道洞頂 位置。開挖深度為 ，，采取放坡開挖，兩級邊坡坡度都為 坡腳設(shè)置 寬平臺。其他模型基本情況同三維模型一致。為研究開挖影響因素的改變對隧道附加位移的影響程度，從開挖方式和隧道襯砌形式入手，設(shè)置以下幾種計算工況。開挖方式分別選取 分層開挖，分層開挖，一次性全部開挖以及 分層開挖最后一層分塊開挖四種情況，同時隧道支護設(shè)計為初支和初支加二襯兩種類型。分層開挖從前面一個模型分析知道位于基坑正下方的隧道基本沒有水平位移，主要以豎向位移為主。所以只分析這幾種工況所導(dǎo)致的隧道的豎向位移。對于二維模型來說也就是 軸方向的位移。（ ） 開挖工況分析

3m開挖二豎向位移云圖
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U455.4;U451

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本文編號：2618576