本文關鍵詞：軟弱圍巖大斷面隧道施工方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國鐵路的大規(guī)模建設,大跨度隧道的設計施工技術不斷取得突破和發(fā)展。鐵路隧道中的三線隧道、四線隧道以及單雙線隧道分叉段,多由大跨隧道組成。隨著“一帶一路”的推進,高速鐵路的迅速發(fā)展,山區(qū)高等級公路、鐵路隧道的修建會越來越多,由于選線標準、地形地貌等因素的影響,必然會產(chǎn)生許多的大跨隧道,也必然會穿越許多復雜的地層,尤其是斷層破碎帶等軟弱圍巖地帶。但現(xiàn)有的技術規(guī)范中,并沒有具體的設計說明,需要我們針對具體的工程做相應的計算和分析,來研究軟弱圍巖中大跨隧道的施工方法。本文依托成蘭鐵路在建柿子園隧道,對兩種軟弱圍巖大斷面隧道施工方法進行了研究。通過對迂回導坑的正分析,將計算結果與監(jiān)測結果對比,確定了合理的圍巖參數(shù),供大斷面隧道計算使用。采用三維數(shù)值模擬手段,分別對雙側(cè)壁法和雙側(cè)墻導坑法進行了數(shù)值模擬,對兩種施工方法中開挖順序、如何分部開挖、拆除臨時支撐的時機、各部之問掌子面的距離等做了相應優(yōu)化分析,確定了優(yōu)化的施工方案。對優(yōu)化后的兩種工法進行施工過程的三維數(shù)值模擬,分析了兩種工法的受力特點。經(jīng)過分析和比較,得出了如下結論：(1)通過迂回導坑的數(shù)值模擬,提取位移、應力結果與監(jiān)測結果做對比。確定了計算中圍巖采用的參數(shù)。(2)對雙側(cè)壁法進行了優(yōu)化,確定了合理的開挖順序、開挖高度等。計算得出當隧道各部開挖面距離為3.6m時,各塑性區(qū)不再貫通。當拆撐處與最后開挖面(仰拱中部開挖面)的距離為9.6m時,位移趨于收斂,即前方施工對其影響較小,可以拆除支撐。(3)對雙側(cè)墻導坑法進行了優(yōu)化,在允許拱部圍巖產(chǎn)生一定變形的情況下,兩部開挖拱部土體方法較好。確定了當拆撐處與4部開挖面的距離達到13.2m時,位移趨于收斂,即前方施工對其影響較小,可以拆除支撐。(4)拱頂沉降位移結果表明,采用雙側(cè)壁法施工,應注意拱部土體開挖時的拱頂沉降,可以采用臺階法分兩部開挖拱部土體。若采用雙側(cè)墻導坑工法,應注意拆除拱部支撐時的拱頂沉降,在拆除拱部支撐前,建議適當加強拱部初期支護。(5)應力結果表明,兩種工法在側(cè)墻、仰拱位置剪應力最大。仰拱中部,雙側(cè)壁工法的最大剪應力為3.95 MPa；雙側(cè)墻導坑法的最大剪應力為1.16 MPa。雙側(cè)墻導坑法中大邊墻能有效地承擔拱部傳來的荷載,對隧道的側(cè)墻及仰拱部位起到了保護作用。對于地質(zhì)條件復雜、構造應力較大的軟巖隧道,特別是側(cè)墻、仰拱部位變形較大的隧道,雙側(cè)墻導坑法能較好的改善結構的受力。
【關鍵詞】：軟弱圍巖 大斷面隧道 雙側(cè)壁法 雙側(cè)墻導坑法 開挖方式
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U455.4
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 選題背景及研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3 研究內(nèi)容與思路18-20
• 2 依托工程概況20-34
• 2.1 柿子園隧道概況20-21
• 2.2 小凈距段(D3K87+350～D3K87+500段)21-24
• 2.2.1 施工圖設計地質(zhì)情況21
• 2.2.2 現(xiàn)場變更設計地質(zhì)情況21-24
• 2.3 新增迂回導坑24-26
• 2.3.1 迂回導坑工程概況24
• 2.3.2 開挖揭示地質(zhì)情況24-26
• 2.4 大跨段(D3K87+110～+500段)26-30
• 2.4.1 地形地貌27
• 2.4.2 地層巖性27-28
• 2.4.3 地質(zhì)構造28-30
• 2.5 大斷面隧道設計30-34
• 2.5.1 大斷面隧道的判斷標準與特點30-31
• 2.5.2 設計方案優(yōu)化31
• 2.5.3 大斷面隧道的施工方法31-34
• 3 迂回導坑的現(xiàn)場監(jiān)測和數(shù)值模擬34-62
• 3.1 引言34
• 3.2 迂回導坑工程概況34-35
• 3.3 迂回導坑地質(zhì)條件35-36
• 3.4 圍巖和支護的力學參數(shù)36-40
• 3.4.1 圍巖力學參數(shù)36-38
• 3.4.2 支護力學參數(shù)38-40
• 3.5 現(xiàn)場監(jiān)測40-44
• 3.5.1 隧道位移的監(jiān)測結果40-41
• 3.5.2 支護的應力、應變的監(jiān)測結果41-44
• 3.6 回導坑有限元數(shù)值模擬44-61
• 3.6.1 有限元模型和計算條件45-47
• 3.6.2 隧道位移的計算結果47-50
• 3.6.3 支護應力的計算結果50-59
• 3.6.4 現(xiàn)場監(jiān)測與有限元數(shù)值模擬的比較59-61
• 3.7 本章小結61-62
• 4 雙側(cè)壁法研究62-84
• 4.1 工程案例62-63
• 4.2 開挖順序?qū)λ淼赖挠绊?/span>63-71
• 4.2.1 有限元模型和計算條件64-68
• 4.2.2 計算結果68-71
• 4.3 開挖高度對隧道的影響71-76
• 4.3.1 有限元模型和計算條件71-72
• 4.3.2 計算結果72-76
• 4.4 開挖面距離的確定76-78
• 4.5 拆除內(nèi)部支撐時機的確定78-81
• 4.5.1 有限元模型和計算條件78-79
• 4.5.2 計算結果79-81
• 4.6 本章小結81-84
• 5 雙側(cè)墻導坑法研究84-100
• 5.1 工程案例84-86
• 5.2 上部開挖方式比較86-95
• 5.2.1 有限元模型和計算條件86-91
• 5.2.2 計算結果91-95
• 5.3 拆除拱部臨時支撐時機的確定95-99
• 5.3.1 有限元模型和計算條件95-96
• 5.3.2 計算結果96-99
• 5.4 本章小結99-100
• 6 兩種工法的比較100-124
• 6.1 側(cè)壁法三維模擬100-105
• 6.1.1 有限元模型和計算條件100-102
• 6.1.2 計算結果102-105
• 6.2 雙側(cè)墻導坑法三維模擬105-110
• 6.2.1 有限元模型和計算條件106-107
• 6.2.2 計算結果107-110
• 6.3 兩種工法計算結果的比較110-122
• 6.3.1 9.6m斷面處結果的比較111-116
• 6.3.2 20.4m斷面處結果的比較116-122
• 6.4 本章小結122-124
• 7 結論與展望124-126
• 7.1 結論124-125
• 7.2 展望125-126
• 參考文獻126-130
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果130-134
• 學位論文數(shù)據(jù)集134

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 方德平，劉培慶，吳世友，李維高;模噴技術在北京鷹山特大斷面隧道中的應用[J];探礦工程(巖土鉆掘工程);1995年03期

2 鄒紹明;用瓶塞法處理大斷面隧道通天冒頂事故[J];建井技術;2003年02期

3 婁振光;大斷面隧道工程補充單價分析編制方法的探討[J];鐵路工程造價管理;2004年02期

4 龐繼高;建筑物下大斷面隧道施工方案及開挖模擬分析[J];城市軌道交通研究;2004年03期

5 張立明;喀斯特地質(zhì)條件下大斷面隧道的施工[J];鐵道建筑;2004年10期

6 龍紅春;;破碎軟弱巖層中大斷面隧道施工技術[J];工程建設;2006年02期

7 高軍;;側(cè)洞法修建大斷面隧道施工變形分析[J];隧道建設;2007年02期

8 李嘉;唐雨春;徐松;;大斷面隧道建設的若干問題綜述[J];西部探礦工程;2008年03期

9 王元蓀;;小斷面突變至大斷面隧道快速施工方法[J];隧道建設;2009年01期

10 曲海鋒;;扁平特大斷面隧道修筑及研究概述[J];隧道建設;2009年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 段全江;常利武;劉志強;;導硐臺階聯(lián)合法在大斷面隧道施工中的探討[A];礦山建設工程新進展——2005全國礦山建設學術會議文集（下冊）[C];2005年

2 刁志剛;李春劍;;大斷面隧道在上軟下硬地層中施工方法研究[A];第六屆海峽兩岸隧道與地下工程學術及技術研討會論文集[C];2007年

3 何本國;張志強;闞呈;曹蘇亞;;基于拱效應的軟巖大斷面隧道錨桿作用效應研究[A];第3屆全國工程安全與防護學術會議論文集[C];2012年

4 李志剛;丁文其;王曉形;謝東武;;特大斷面隧道核心土優(yōu)化分析[A];中國土木工程學會第十二屆年會暨隧道及地下工程分會第十四屆年會論文集[C];2006年

5 李利平;李術才;趙勇;王漢鵬;劉欽;原小帥;趙巖;張騫;;超大斷面隧道極軟弱破碎圍巖空間變形機理與荷載釋放演化規(guī)律[A];第十二次全國巖石力學與工程學術大會會議論文摘要集[C];2012年

6 焦蒼;羅瓊;孫兆遠;李波;劉建平;何劍;;客運專線超大斷面隧道不同工法引起圍巖變形機理分析[A];中鐵隧道集團2006年客運專線專題技術交流大會論文集[C];2006年

7 蔣樹屏;黃倫海;胡學兵;;城市快速干道八車道超大斷面隧道的設計與研究[A];城市地下空間開發(fā)與地下工程施工技術高層論壇論文集[C];2004年

8 林從謀;陳建洪;黃志波;黃金山;;特大斷面隧道多步序施工工法試驗及圍巖變形[A];第十一屆全國土力學及巖土工程學術會議論文集[C];2011年

9 李兆平;黃慶華;;受暗挖大斷面隧道施工影響的房屋基礎加固措施研究[A];中國土木工程學會第十一屆、隧道及地下工程分會第十三屆年會論文集[C];2004年

10 陳禮彪;;近接大斷面隧道設計施工關鍵技術及對策探討[A];巖石力學與工程的創(chuàng)新和實踐：第十一次全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 賈稅評　張丹 王芬;中鐵一局建成我國鐵路客專最大斷面隧道[N];陜西日報;2009年

2 王新林;攻關大斷面隧道施工關鍵技術[N];中國國土資源報;2014年

3 通訊員 李淑英;十二局集團武廣項目部奪三個第一 獲第三項榮譽[N];中國鐵道建筑報;2007年

4 王新林;安徽理工大學一科研成果國內(nèi)領先[N];中煤地質(zhì)報;2014年

5 本報記者 楊斌;走進大山·處處都是神來之筆[N];中國交通報;2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 劉春;深埋大斷面隧道施工力學性態(tài)研究[D];重慶大學;2007年

2 嚴宗雪;大斷面隧道施工的應力路徑與空間效應研究[D];華南理工大學;2011年

3 姚海波;大斷面隧道淺埋暗挖法下穿既有地鐵構筑物施工技術研究[D];北京交通大學;2005年

4 張敏;復雜地質(zhì)條件下大斷面隧道“零”進洞工法技術體系及應用研究[D];成都理工大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張全全;淺埋大斷面隧道圍巖變形特性與施工參數(shù)優(yōu)化研究[D];昆明理工大學;2015年

2 王健;軟弱地層大斷面隧道施工工法與支護參數(shù)優(yōu)化研究[D];北京交通大學;2016年

3 朱永澤;軟弱圍巖大斷面隧道施工方法研究[D];北京交通大學;2016年

4 陳真才;軟弱圍巖大斷面隧道結構穩(wěn)定性研究[D];西安工業(yè)大學;2016年

5 劉秀敏;軟巖大斷面隧道錨桿的優(yōu)化設置[D];華中科技大學;2007年

6 薛鳳霞;大斷面隧道施工的力學行為研究[D];西南石油大學;2012年

7 黃林;復雜條件下大斷面隧道施工關鍵技術研究[D];北京交通大學;2015年

8 郭成龍;復雜地質(zhì)條件下大斷面隧道施工過程優(yōu)化及研究[D];河南工業(yè)大學;2015年

9 焦國良;天津地鐵大斷面隧道施工技術與支護措施研究[D];成都理工大學;2012年

10 肖勇剛;廈門國際旅游碼頭小半徑大斷面隧道修建技術研究[D];西南交通大學;2009年

  本文關鍵詞：軟弱圍巖大斷面隧道施工方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：476937