黄土公路隧道设计与施工技术研究.pdf

摘要本文针对黄土公路隧道修筑技术中存在的问题,结合已建和在建实体工程,通过系统的现场实测、有限元仿真计算、室内试验及大量现场调查,对黄土公路隧道的围岩压力特性、防排水技术、结构型式、设计参数、旌工及病害处治技术等进行了深入研究。通过现场实测对黄土公路隧道一次衬砌和仰拱围岩压力、格栅拱钢筋轴力、一衬和二衬接触应力以及二衬混凝土应变时间变化规律及其分布特性进行研究。总结了黄土公路隧道设计参数标准:衬砌结构截面设计时,不宜按围岩类别确定隧道围岩压力, 一般应根据实测的物理力学指标进行设计;深埋隧道围岩压力可按基于弹塑性理论的卡柯公式计算,浅埋隧道围岩压力属松动压力,分布呈“猫耳朵”形状;~;黄土公路隧道设计中,二次衬砌荷载分担比例按总荷载的15% 计算。通过模型试验和仿真分析,考虑影响黄土公路隧道衬砌断面型式的因素,对黄土公路隧道不同衬砌断面型式进行比较分析。提出了黄土公路隧道结构型式选择原则: 在黄土公路隧道设计中首选单心圆断面型式;在有紧急停车带断面,推荐使用坦三心圆断面型式,但要局部加强。通过对已建工程的调查及在建实体工程的分析,对黄土公路隧道渗漏水原因及防排水对策、黄土公路隧道防排水构造的基本型式、黄土公路隧道的防排水设计方案和施工工艺等进行研究。将隧道涌水类型划分为:滴渗、淋淌、股水、突水四类;总结出了黄土隧道防排水结构的设计原则,提出了适用于黄土公路隧道的三种防排水结构型式:防渗滴涌水型结构、防淋淌涌水型结构、防股流涌水型结构,并详细分析了三种防排水结构型式的适用条件及防排水结构构成。通过依托工程,对黄土公路隧道开挖方法、施工过程及工艺、质量评定标准等进行研究。总结出适合黄土公路隧道的开挖方法:对含水量不高的一般黄土宜采用双侧壁导坑先拱后墙正台阶法施工;对于软弱的饱和黄土、风化软弱的泥岩段及浅埋段宜采用双侧壁导坑先墙后拱反台阶法。改进了黄土公路隧道二次衬砌施筑方法,提出了黄土公路隧道的施工质量控制标准调整建议。采用现场调查、文献收集及室内分析的方法,对黄土公路隧道病害类型、病害成因与机制及病害处治方案进行研究。提出了黄土公路隧道病害的基本类型,分析了黄土公路隧道不同类型病害的成因与机制,并对不同的病害类型提出了具体的处治方案。关键词:黄土公路隧道围岩压力结构型式防排水病害处治 Abstract Thep印er anaJyses the stresscharact嘶stics ofsu玎oullding rockpressure,techno】ogy ofdmiIling ofrwater,section“fonn oflilling,constnlction technology,disease tre咖em intheloesshighway tuIlllel,based on alotofbuih andbuilding engineering,through field observation andnmerical simulation a11dmodeltest and spotinvestigation. By tIleobservation infieIdofIoess highway tu肋eI,researches me ch卸ge reguJations ofthe surrounding rOck pressure acting on firstlining aIldinVert,axial force oflatticegirdeL contact stress bet、veen血st a11dsecond Iining allds订ainofsecond lining verse thetime atlddistributions indi仃ereIn positiolls,summarizes也e design principle ofpar锄eter inme loess11i曲、vay tLl衄el:The structure desi印of 1ining should not according to sulTounding rock class讯cation,but should according toactIlalphysics mechallics ofsurrounding rock;thesunDunding rockpressure ofdeep soilt咖e1 can calcul砒e by modified KAKE fonnula,the surrounding rock pressure of shallow soiltunnel belongs tonexible pressure a11dpressllrefigure seem