【摘要】：目前,我國修建了一大批長距離跨流域引調水工程,如南水北調工程、引漢濟渭工程以及山西的“大水網(wǎng)工程”等。在這些引調水工程中,深埋式輸水隧洞發(fā)揮著重要的作用。然而,在大多數(shù)水利工程中,二次襯砌結構設計時不考慮隧洞開挖過程中初期支護對二次襯砌的影響,完全將其作為安全儲備,和工程實際不符,往往導致二次襯砌結構斷面尺寸偏大,設計過于保守。雖然在一定程度上能夠保證隧洞的安全,卻造成工程量增加和一些不必要的浪費。究其深層次原因是襯砌結構理論和計算方面仍存在許多問題。復合式襯砌中,初期支護在隧洞施工過程中發(fā)揮什么作用;初期支護對二次襯砌結構有什么影響,是主要承載結構,承擔比例多少,還是安全儲備,這些都是困擾設計者的問題。這些問題成為了我國深埋式輸水隧洞設計上的瓶頸,嚴重制約了隧洞設計水平的進步。因此,結合工程實際情況,分析初期支護和二次襯砌結構的承載機理,開展深埋式輸水隧洞初期支護對二次襯砌結構受力影響研究是非常必要的。針對以上問題,通過總結初期支護作用機理和二次襯砌的計算方法,分析初期支護和二次襯砌的承載模式,提出基于有限元分析的荷載釋放系數(shù)分析法。運用該方法,以山西省中部引黃工程典型深埋式輸水隧洞為研究對象,建立數(shù)值模型,模擬輸水隧洞施工過程中不同階段圍巖應力的釋放過程,分析初期支護承受不同荷載釋放系數(shù)時對二次襯砌結構的受力影響和現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù),總結初期支護擔荷載比和二次襯砌結構內力變化一般規(guī)律,為同類深埋式輸水隧洞的襯砌斷面設計優(yōu)化提供借鑒。
[Abstract]:At present, a large number of long-distance cross-basin water diversion projects have been built in China, such as the South-to-North Water transfer Project, the Han to Wei Project and the "Dishui Network Project" in Shanxi Province. Deep buried water diversion tunnel plays an important role in these water diversion projects. However, in most water conservancy projects, the influence of initial support on secondary lining in the process of tunnel excavation is not taken into account in the design of secondary lining structure, and it is completely regarded as a safety reserve, which is inconsistent with the actual project, which often leads to the large section size of secondary lining structure and too conservative design. Although it can ensure the safety of the tunnel to a certain extent, it results in the increase of engineering quantity and some unnecessary waste. The deep reason is that there are still many problems in the theory and calculation of lining structure. In the composite lining, what role the initial support plays in the tunnel construction, what is the influence of the initial support on the secondary lining structure, is the main bearing structure, what is the bearing ratio, or the safety reserve, these are the problems that perplexed the designers. These problems have become the bottleneck in the design of deep buried water transmission tunnel in China, which seriously restricts the progress of tunnel design level. Therefore, combined with the actual situation of the project, it is very necessary to analyze the bearing mechanism of the initial support and the secondary lining structure, and to carry out the research on the influence of the initial support of the deep buried water tunnel on the stress of the secondary lining structure. In view of the above problems, by summing up the mechanism of initial support and the calculation method of secondary lining, the bearing mode of initial support and secondary lining is analyzed, and the load release coefficient analysis method based on finite element analysis is put forward. By using this method, taking the typical deep buried water tunnel of the Yellow River diversion Project in the middle of Shanxi Province as the research object, the numerical model is established to simulate the release process of surrounding rock stress in different stages of the construction of the water diversion tunnel, the influence of the initial support on the secondary lining structure under different load release coefficients and the field monitoring data are analyzed, and the general laws of the load ratio of the initial support load and the internal force of the secondary lining structure are summarized. It provides a reference for the design optimization of lining section of the same kind of deep buried water transmission tunnel.
【學位授予單位】：華北水利水電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TV31;TV554

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本文編號：2501306