(硕士论文)软弱地层台阶七步开挖施工隧道围岩稳定与变形特征研究.pdf

摘要多,大断面隧道的开挖方法也越来越多,并日趋成熟。衡炎高速公路云阳山隧道进口端亚粘土分布广泛,围岩稳定性差,基本无自稳能力。综现场测试进行的不多,对于该方法施工过程中,特别是各开挖分部阶段隧道围岩与支护结构的受力与变形特征的认识有待于进一步深入。本文从力学机理角度结合现场实测分析台阶七步法运用的效果,在此基础上结合数值分析手段分析软弱地层台阶七步施工隧道围岩稳定与变形特征,研究的主要内容有:罅克鸭谕庀喙匚南鬃柿希媪私獠⒆芙崆叭搜芯砍晒掌握大断面隧道的开挖方法,各方法的优缺点以及适用性;大断面隧道围岩稳定性的研究手段,各手段的研究特点及现状。恿ρЩ斫嵌榷蕴ń灼卟椒ń蟹治觯⑼ü殖∈挡饨峁检验台阶七步法在云阳山隧道亚粘土软弱地层中运用效果。捎肍砑蕴ń灼卟椒ǹM诮惺的D猓咛宸析软弱地层台阶七步法开挖隧道围岩的变形、支护内力、塑性区范围等,并对其稳定性作出评价。捎檬凳侄窝芯吭ち艉诵耐恋淖饔眉捌浜诵耐脸叽绱笮《杂控制地表和拱顶下沉的影响、不同施工措施台阶参数的变化,进行台阶七步法开挖施工参数优化研究,结合施工实践,提出台阶七步开挖法施关键词:台阶七步法,围岩稳定,变形,现场实测,数值分析随着我国公路、铁路和市政隧道建设的发展,大断面隧道也日益增合考虑多方面因素,选用台阶七步法开挖,该法在我国虽应用较多,但工参数的建议值。
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第一章绪论引言软弱围岩大断面隧道施工方法湖南省衡炎高速公路云阳山隧道位于株洲茶陵县,隧道左洞桩号为,长叶醋盼猋玒。隧道中部主体为标准间距分离式上下行隧道,左右洞室测设线间距控制在笥遥⒊隹为小间距隧道,衡阳端最小间距.,炎陵端最小距离蕉税葱〖渚嗨淼设计,埋深。隧道进口端左右洞洞口亚粘土分布广泛,为坡积成因,可塑~硬塑性,夹强~弱风化石英砂岩碎石、块石。坡积层亚粘土地下水发肓,含水量高达%~%,遇水宜软化,土体中空腔分布,围岩稳定性差,基本无自稳能力,其中段а叶巫蠖闯ざ任,右洞段а叶纬ざ任1舅淼牢I舷路掷式的双向四车道单洞隧道,采用复合式衬砌,.,.,开挖面积,隧道开挖断面大,施工风险高。云阳山隧道进口按照小间距隧道设计,在洞口浅埋地段及Ⅳ、段а医先砣地段施工难度较大。设计建议采用工法施工,中间岩柱采用预应力锚杆加固。隧道施工过程中曾经出现初期支护失稳,发生大变形和塌方的事故,有关各方提出亚粘土段施工应采用双侧壁导坑法等分步开挖方法。如果云阳山隧道亚粘土地层采用工法或者双侧壁导坑法施工,对隧道建设工期将构成威胁,且施工成本大量增加。为了安全快速完成亚粘土软弱地层隧道施工,特别需要对于施工工艺进行优化,通过方案比选,采用台阶七步法开挖,但是该方法在我国尚属探索阶段,现场测试进行的不多,对于该方法施工过程中,特别是各开挖分部阶段隧道围岩与支护结构的受力与变形特征的认识有待于进一步深入。因此,本文针对亚粘土软弱地层特点,分析台阶七步开挖法应用过程中围岩与结构的受力变形特征,分析适合于亚粘土软弱地层的台阶七步开挖相关参数,供类随着隧道工程建设的发展,以及施工技术研究工作的深入和机械设备的不断推陈出新,尤其是新奥法理论的日趋完善和┕し椒ㄔ谑澜绶段诘墓惴河τ茫似工程参考。
使大断面隧道施工方法较世纪年代前后有了很大的改进。传统的挖掘方法已经基本淘汰,取而代之的更快速、更安全、更有效、更有利于围岩及掌子面稳定的大断面开挖掘进的多种施工新技术,如台阶法、法和ā法、导坑法等等。同时辅助工法也有较大的发展,新技术、新材料不断涌现。日本、德国等一些发达国家在这方面的探索和研究起步较早。早在年,德国就首创了工法,并成功应用了双侧壁工法、眼睛工法等先进施工方法。辏毡疽步獵し应用于大断面扁平状的真米公路隧道施工中,年,开挖面积达亩鞲癖格山岭公路隧道则采用了步暗挖复合衬砌技术施工方法。还有日本东名高速公路改造工程中的隧道加宽施工中,也广泛地采用了双侧壁导坑法、上下短台阶法、上半断面一次封闭法、工法、しǖ榷嘀质┕し椒āU庑┦┕ぜ际醯母慕和发展对大断面隧道的建设产生了巨大的影响⋯。我国在这方面的研究起步则较晚,直到世纪年代的中后期才陆续兴建一些档来蠖厦婀匪淼溃壳耙步辛松偈车道公路隧道的设计与施工,取得了较好效果。近年来,通过引进国外较先进的施工工艺和方法,在这方面也有了一些成功的工程范例。,双侧壁导坑法施工;;郑西客运专线张茅隧道捎锰ń灼卟娇M诜ㄊ┕ぃ顺利穿过湿陷性黄土地带。综观当今国内外大断面隧道施工情况,其施工方法主要有以下几种:懈舯诠し法核ǹM诙厦娣殖勺笥伊讲糠郑箍M谡谱用婕跣。变大跨度为小跨度开挖,促进掌子面和顶板稳