本文關鍵詞：平行導洞對高地應力軟巖隧道開挖影響研究

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【摘要】：隨著我國國民經濟的快速增長與基礎事業(yè)的高速發(fā)展,國家對能源、交通、通訊、水利等基礎建設的投入不斷增大,使我國隧道工程建設項目日趨增加。特長深埋隧道修建越來越多,當深埋隧道位于高地應力軟弱圍巖地段時,經常會發(fā)生軟弱圍巖大變形等相關地質災害。本文以籃家?guī)r隧道(茂縣段)為研究對象,結合籃家?guī)r隧道的現(xiàn)場實際施工,通過現(xiàn)場調查研究、理論分析、現(xiàn)場測試與監(jiān)控量測、數(shù)值模擬分析以及概括歸納等相結合的綜合方法,對高地應力軟巖隧道的變形規(guī)律和破壞機制、平行導洞先行開挖對主洞的影響進行深入的分析研究。分析了軟巖隧道變形特點和平行導洞與主洞不同凈距以及平行導洞不同超前開挖距離所引起的塑性區(qū)分布狀況、圍巖變形、初支應力,最后研究了隧道變形控制方法,選擇適合籃家?guī)r隧道合理的開挖方案,提出高地應力軟巖隧道變形的施工控制技術。得到以下主要結論:(1)軟巖隧道變形特點:變形量大、初期變形速率大、圍巖破壞范圍大、變形有明顯的時間效應、隧道軟弱圍巖多為環(huán)向受壓、不對稱,隧道軟弱圍巖變形隨埋深加深而加大。(2)在高地應力條件下的長大深埋隧道,應盡量采取合理手段使高地應力消除或者削弱,以此來減小高地應力對隧道開挖的影響,能選用的方法是在高地應力段開挖平行導洞,讓平行導洞產生變形來消除或削弱高地應力。并且主洞的開挖也會使平行導洞圍巖的應力場降低,在這個互相影響的過程中,最后整體上表現(xiàn)為一個相對較低的應力場環(huán)境。(3)平行導洞與主洞之間應有合理的凈距。凈距較小時,兩隧道中巖柱體出現(xiàn)了塑性區(qū)貫通,中巖柱體極易在豎向荷載作用下極易發(fā)生剪切破壞;凈距越小時,主洞拱頂沉降和水平收斂越大,不利于主洞的穩(wěn)定。兩隧道合理凈距應為2倍主洞洞徑到2.5倍主洞洞徑之間。(4)平行導洞與主洞掌子面間的距離不應過小,掌子面距離過小,主洞的拱頂沉降和水平收斂都比較大,對于主洞施工過程的穩(wěn)定性是不利的,掌子面距離過大,平行導洞的拱頂沉降和水平收斂會增大,對于平行導洞施工過程的穩(wěn)定性是不利的。因此我們認施工中控制兩隧道掌子面距離是非常重要的,結合圍巖變形和初支應力的比較分析,發(fā)現(xiàn)兩掌子面相距20m較為合理。(5)以能量守恒作為理論依據(jù),全方位論述了圍巖變形原理,證實選用科學的超前應力釋放手段,能夠很好地減小由于隧道開挖后引起圍巖重新積聚的應變能,進而起到控制隧道周邊圍巖變形的效果。
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U455.4

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本文編號：1219170