偏壓雙連拱隧道合理開挖與支護(hù)方式研究.pdf

1、隨著我國交通建設(shè)的迅速發(fā)展，公路不斷向山區(qū)延伸，在山區(qū)修建公路隧道難免受到地形限制。連拱隧道作為一種特殊的隧道形式，由于其占地少、空間利用率高、便于管理等優(yōu)點(diǎn)，在特殊地形下被廣泛采用。因受地形、地質(zhì)及施工方法的影響，連拱隧道通常受力不對(duì)稱形成偏壓，偏壓連拱隧道與分離式隧道相比施工復(fù)雜，工序繁多，且不同開挖順序?qū)λ淼澜Y(jié)構(gòu)及圍巖的影響難以把握。因此，研究偏壓連拱隧道的圍巖穩(wěn)定性、合理開挖順序、支護(hù)方式對(duì)于隧道的安全施工具有重要意義。

2、　　以榮烏高速公路劉崗連拱隧道為工程背景，通過對(duì)隧道施工現(xiàn)場進(jìn)行勘察，了解隧道區(qū)域工程地質(zhì)特征和工程地質(zhì)評(píng)價(jià)，通過現(xiàn)場跟進(jìn)連拱隧道施工，了解隧道施工方法及過程。依據(jù)地層結(jié)構(gòu)法，基于有限元分析理論，利用MIDAS GTS NX有限元軟件對(duì)偏壓連拱隧道施工過程進(jìn)行數(shù)值模擬，依據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果分析不同的開挖順序?qū)λ淼绹鷰r及支護(hù)結(jié)構(gòu)受力變形特性的影響，比選出合理施工順序，依據(jù)隧道施工數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)偏壓連拱隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化，通過數(shù)值計(jì)算

3、結(jié)合現(xiàn)場勘察情況對(duì)偏壓連拱隧道主要進(jìn)行了以下研究：
　　(1)偏壓連拱隧道在施工過程中，隧道周圍圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)受力情況復(fù)雜多變。通過對(duì)比分析隧道采用不同開挖順序時(shí)隧道圍巖、中隔墻及支護(hù)結(jié)構(gòu)在各工序的受力情況得出，從隧道圍巖拉應(yīng)力及位移、隧道圍巖塑性區(qū)、中隔墻拉應(yīng)力及位移、支護(hù)結(jié)構(gòu)受力方面分析，偏壓連拱隧道先開挖淺埋測優(yōu)于先開挖深埋側(cè)，從壓應(yīng)力及剪應(yīng)力方面分析兩種開挖順序無明顯差別。
　　(2)通過分析隧道施工過程得出，由于受

4、偏壓影響，在隧道施工過程中，中隔墻均表現(xiàn)出向淺埋側(cè)傾倒的趨勢。中隔墻作為隧道結(jié)構(gòu)重要的組成部分，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到隧道整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，在施工過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注中隔墻的受力變形特性，及時(shí)監(jiān)測中隔墻的位移變化情況，防止中隔墻因過大變形而發(fā)生傾倒。
　　(3)依據(jù)隧道工程地質(zhì)條件與隧道偏壓情況，將隧道淺埋側(cè)初期支護(hù)參數(shù)適當(dāng)降低，取消隧道兩側(cè)受壓錨桿，通過有限元數(shù)值模擬對(duì)比分析優(yōu)化后的初期支護(hù)與優(yōu)化前的初期支護(hù)的受力情況。計(jì)算結(jié)果表