本文關鍵詞：超前小導管注漿加固技術在軌道交通回填土隧道中的應用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,城市化進程不斷加快,特大城市、大城市解決交通問題的主要方法就是發(fā)展大容量快速城市軌道交通技術。由于軌道交通項目受環(huán)境的限制,出現(xiàn)了大量的大跨度淺埋軟弱地質(zhì)地下工程,超前小導管預支護作為一種經(jīng)濟有效的隧道輔助施工工法,因其施工工藝簡單、易于操作、施工安全、見效快、漿液損失少、成本低等優(yōu)點被應用于許多軟弱地質(zhì)隧道工程。本文以重慶軌道交通5號線回填土隧道為工程背景,通過現(xiàn)場調(diào)研、理論分析、室內(nèi)外試驗、監(jiān)控量測以及數(shù)值模擬等方法,對隧道開挖過程中小導管外插角度、環(huán)向布設范圍和縱向間距等因素對隧道掌子面及圍巖穩(wěn)定性的影響等進行了較為系統(tǒng)的研究。論文主要研究成果如下:(1)分析了回填土的特性,通過室內(nèi)試驗得到了回填土的基本力學參數(shù),根據(jù)塑性指數(shù)和顆粒級配把回填土歸為碎石土,并通過水文地質(zhì)條件分析對回填土隧道進行分級。提出了依托工程隧道回填土段的處理措施,通過比選得出安全適用、經(jīng)濟合理的超前預支護方案。(2)應用有限元軟件MIDAS/GTS NX,考慮回填土的相關性質(zhì)和參數(shù),對隧道開挖過程及超前小導管預支護進行了數(shù)值模擬,得到了隧道掌子面及圍巖塑性區(qū)范圍、隧道圍巖豎向位移以及圍巖豎向應力的變化規(guī)律。通過對比有小導管和兩種工況的模擬結(jié)果,綜合分析超前小導管注漿加固對隧道掌子面及圍巖穩(wěn)定性的影響。(3)通過對影響超前小導管預支護效果的因素進行單一變量的數(shù)值計算,分別對各種因素不同工況下的掌子面周邊圍巖豎向應力、圍巖豎向變形以及掌子面和圍巖塑性區(qū)分布進行對比分析,得出了小導管外插角和環(huán)向布設范圍的大小對于圍巖豎向變形、掌子面及圍巖穩(wěn)定性影響較大,小導管縱向間距的變化對隧道掌子面及圍巖的穩(wěn)定性影響較小的結(jié)論。最后對影響超前小導管預支護的各參數(shù)進行優(yōu)化設計,使小導管工法在今后的地下工程中具有更高的經(jīng)濟實用性。(4)對重慶軌道交通5號線5101標回填土隧道進行了現(xiàn)場監(jiān)測試驗,通過分析監(jiān)測數(shù)據(jù),得出了隧道開挖過程中水平收斂、拱頂下沉、地表沉降的變形規(guī)律曲線,最后根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和超前小導管預支護數(shù)值模擬計算的結(jié)果進行了對比分析,驗證了數(shù)值模擬值和實際監(jiān)測值是比較吻合的。
【關鍵詞】：回填土隧道 超前小導管 注漿加固 監(jiān)控量測 數(shù)值模擬 圍巖穩(wěn)定
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U455.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-12
• 主要符號12-14
• 1 緒論14-22
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 隧道超前預支護方法研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 超前小導管注漿支護研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 超前小導管注漿加固技術研究和應用存在的不足分析19-20
• 1.4 研究內(nèi)容及技術路線20-22
• 1.4.1 研究內(nèi)容20
• 1.4.2 研究方法和技術路線20-22
• 2 回填土隧道超前小導管預支護方案比選與參數(shù)設計22-48
• 2.1 工程概況22-26
• 2.1.1 工程周圍環(huán)境分析22-24
• 2.1.2 施工平面布置24-25
• 2.1.3 工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件分析25-26
• 2.2 回填土組成特征與力學性質(zhì)試驗26-35
• 2.2.1 回填土的組成特征26-27
• 2.2.2 依托工程回填土的力學性質(zhì)試驗27-33
• 2.2.3 依托工程回填土隧道的分類33-35
• 2.3 回填土隧道存在的主要問題及處理方法35-39
• 2.3.1 回填土隧道存在的主要問題35-37
• 2.3.2 回填土隧道的主要處理方法37-39
• 2.4 超前預支護方案比選39-42
• 2.4.1 超前預支護方法的適用條件及其作用效果39-40
• 2.4.2 超前小導管和管棚預支護的對比分析40-42
• 2.5 超前小導管預支護參數(shù)設計42-46
• 2.5.1 超前預支護參數(shù)42-43
• 2.5.2 注漿設計參數(shù)43-46
• 2.6 本章小結(jié)46-48
• 3 超前小導管注漿加固力學效應的數(shù)值模擬研究48-80
• 3.1 數(shù)值模型的建立48-52
• 3.1.1 計算參數(shù)的選取49-51
• 3.1.2 隧道開挖和支護方法51-52
• 3.2 未注漿加固工況下的隧道施工模擬分析52-65
• 3.2.1 隧道圍巖變形規(guī)律54-61
• 3.2.2 隧道圍巖豎向應力變化規(guī)律61-62
• 3.2.3 掌子面圍巖塑性區(qū)分析62-65
• 3.3 超前小導管預支護隧道施工模擬分析65-78
• 3.3.1 隧道圍巖變形規(guī)律65-72
• 3.3.2 隧道圍巖豎向應力變化規(guī)律72-74
• 3.3.3 掌子面圍巖塑性區(qū)分析74-78
• 3.4 本章小結(jié)78-80
• 4 超前小導管注漿效果的影響因素分析及其參數(shù)優(yōu)化80-114
• 4.1 小導管外插角度對注漿加固效果的影響分析80-90
• 4.1.1 不同小導管外插角度下圍巖的豎向應力分析80-84
• 4.1.2 不同小導管外插角度下圍巖的塑性區(qū)分布84-86
• 4.1.3 不同小導管外插角度下圍巖的變形規(guī)律86-90
• 4.2 小導管環(huán)向布設范圍對注漿加固效果的影響分析90-99
• 4.2.1 不同環(huán)向布設范圍下圍巖的豎向應力分析90-93
• 4.2.2 不同環(huán)向布設范圍下圍巖的塑性區(qū)分布93-95
• 4.2.3 不同環(huán)向布設范圍下圍巖的變形規(guī)律95-99
• 4.3 小導管縱向間距對注漿加固效果的影響分析99-108
• 4.3.1 不同小導管縱向間距下圍巖的豎向應力分析99-102
• 4.3.2 不同小導管縱向間距下圍巖的塑性區(qū)分布102-104
• 4.3.3 不同小導管縱向間距下圍巖的變形規(guī)律104-108
• 4.4 超前小導管預支護設計方案的優(yōu)化108-112
• 4.4.1 超前小導管預支護參數(shù)的優(yōu)選108
• 4.4.2 優(yōu)化方案與初始方案的對比分析108-112
• 4.5 本章小結(jié)112-114
• 5 依托工程隧道監(jiān)控量測與圍巖穩(wěn)定性分析114-130
• 5.1 監(jiān)控量測的目的與意義114
• 5.2 監(jiān)測試驗內(nèi)容與測點布置114-117
• 5.2.1 周邊收斂測點布置115
• 5.2.2 拱頂測點布置115-116
• 5.2.3 淺埋地表測點布置116-117
• 5.3 隧道圍巖穩(wěn)定性分析117-126
• 5.3.1 隧道圍巖失穩(wěn)破壞形式117-118
• 5.3.2 隧道穩(wěn)定性評判方法118-119
• 5.3.3 隧道圍巖及地表變形分析119-126
• 5.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)值計算結(jié)果的對比分析126-129
• 5.5 本章小結(jié)129-130
• 6 結(jié)論與展望130-132
• 6.1 主要結(jié)論130-131
• 6.2 研究展望131-132
• 致謝132-134
• 參考文獻134-140
• 附錄140
• A. 作者在攻讀學位期間參與的科研項目140
• B. 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄140

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  本文關鍵詞：超前小導管注漿加固技術在軌道交通回填土隧道中的應用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：302523