浅埋、软弱围岩大跨隧道的施工技术研究(硕士论文).pdf

摘要④隧道开挖后会产生较大的松弛地压。西南交通大学硕士研究生学位论文第文章以京珠高速公路靠椅山隧道为工程依托,采用目前较为成熟的弹性力学理论及有限元分析理论,基于浅埋、软弱围岩中大跨隧道的施工力学行为以及洞室围岩的整体稳定性进行了研究。在此基础上,对靠椅山隧道的合理施工方法和施工组织进行了研究,为整个隧道安全、快速、有效地施工提供了理论依据和现实意义,并节省了投资。首先,与接近圆形的两车道断面相比,大跨隧道具有以下基本力学特性:①开挖后的应力重分布变得很不利,需要强大的支护结构才可控制其变形:②隧道底脚处的应力集中过大,要求较大的地基承载力;③隧道扁平率大,拱顶围岩极不稳定,一般情况下需要辅助措施对拱顶范围内的岩层进行加固;其次,在浅埋、软弱岩层中,影响大跨隧道围岩稳定性的主要因素有:地应力、施工方法、开挖工艺、地下水、时间因素以及扁平率等。在实际工程应用中,由于时间和空间的不同,往往其中某一种或几种影响因素处于主导地位,需要采取相应的对策,尽量减小其对围岩的影响。再次,通过对三台阶分步平行开挖法和法两种不同开挖模式下大跨隧道的施工力学行为研究可知,三台阶分步平行开挖法在施工过程中引起的拱顶沉降明显小于工法,在浅埋、软弱岩层中对保持围岩的整体稳定性很有利,建议在浅埋、软弱岩层中修建大跨隧道优先采用三台阶分步平行开挖法,在靠椅山隧道的成功应用也证明了这一点。然后,经计算分析,在工法中,“后拆中壁”在隧道周边围岩内产生的位移场、应力场以及塑性区都比“先拆中壁”工法的小,所以建议在整个洞室开挖完毕后,支护结构形成整体闭合环以后再拆除中壁。最后,在开挖隧道围岩稳定性及大跨隧道施工力学研究的基础上,提出了靠椅山隧道工程的合理施工技术方案,为整个隧道的安全施工提供了可靠的理论依据,确保旌工得以顺利进行。关键词:大跨隧道:软弱岩层;围岩稳定性;旎工力学行为
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第滦髀问题的提出技术已不能完全适应大跨隧道的施工,特别是在浅埋、软弱围岩中地质条件语南交通大学硕士研究生学位论文第当代国家中的经济发展都离不开交通这一重要基础设施。而交通的支柱是交通功能,尤其是陆上交通担当着主要任务。陆上交通的发展,尤其是在多山地区,必然伴随着大量隧道的出现,所谓“隧道”是指:“在保留上部地层前提下,开挖出能够提供某种用途的地下空间”。”。由于经济、交通和隧道技术的发展,隧道的定义范围也出现相应扩大,社会对隧道的需要已不仅存在于铁道、公路、航运之中,而且近年来随着城市建设的高速发展,为满足其交通要求,对各种城市道路隧道的建设也越来越多。我国是一个发展中国家,举国正在进行大规模的基础建设活动,尤其是西部大开进行得如火如荼,西部正是我国高原多山地带。由于隧道在缩短线路长度、穿越不良地质地段、提高道路的可靠性和安全性及在运营阶段比路堑因滑坡、落石等病害维修费用少等方面的优点及国防意义上的隐蔽性,因此在未来的几十年内中国必将设计及修建大量的铁路、公路等各种交通隧道。据最新的不完全统计资料表明,我国已建成慕ɡ┙的铁路隧道总数超过座,总里程达到瑁ǔ傻墓匪淼雷苁锏苎映超过。近几年,随着交通需求量的急剧增加,高速公路隧道的建设规模也越来越大,出现了大量的三车道大跨蠖厦交通隧道,其开挖断面为,比~般的双车道隧道断面大~甇倍”’“。显然,传统的施工下。因此,对浅埋、软弱围岩中大跨隧道的施工
罐一黼黧蘸燃黼戮攀飘雾道车先行的侧壁导坑工法,中等坚硬岩石区间用中央芏掣⋯诜绞健V斜诘某烦奔湓苹谘龉巴瓿珊蠼定在修反拱之前就拆去中壁;若上台阶分部开挖⋯一。闭式工法,上翟肯尾隧。崖堆堆积层区用管棚辅助施工的顶部导坑言苎翟未⋯。::。会宗墨⋯”一⋯’夫良工,!6鞲癖锤裆底公路隧道开始采用拱部、台阶和仰拱三层七部暗挖——复合衬砌技术施工。国内近两年建成糠止婊⒃诮的大跨隧道有:北京——张家口高速公路的石佛寺乓号一牛惶队担话舜锪耄焕ビ窀咚俟返纳叫西南交通大学硕士研究生学位论文第M诙厦娴目怼⒏呶.,高跨比达到坡;沪宁高速公路的南京市中山门:京珠高速公路广东省的大宝山;靠椅山;长涪高速公路的铁山坪;渝黔高速公路的重庆市铁山坪;蚌壳山;义学大山:真武山;三王岗;香港的西营盘至西九龙的双洞三车道海底隧道;以及广东省的白云山;虎背山