富水弱膠結(jié)粉細(xì)砂層隧道雙側(cè)壁施工工法及數(shù)值模擬分析.pdf

1、需要大力發(fā)展交通工程的中國西北地區(qū)廣泛分布著富水弱膠結(jié)砂層,在這種典型軟巖地層中修建大斷面隧道工程的難度比較大、安全風(fēng)險高,嚴(yán)重制約著我國西北地區(qū)交通工程的發(fā)展。如何在此類軟弱圍巖地質(zhì)條件下,安全、高效的修建高質(zhì)量隧道,是當(dāng)前隧道工程界面臨的重要課題之一。
　　本文依托在建的蘭渝鐵路桃樹坪隧道工程,研究探討了富水弱膠結(jié)粉細(xì)砂層隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工工法及其輔助施工措施等關(guān)鍵技術(shù);對隧道施工過程中的相關(guān)應(yīng)力項目進(jìn)行了監(jiān)測和分析;采用有限

2、元軟件對隧道施工過程進(jìn)行了模擬,研究分析了圍巖變形規(guī)律、支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布特征及其變化規(guī)律,并結(jié)合監(jiān)測結(jié)果綜合評價了現(xiàn)行施工方法、支護(hù)參數(shù)的可行性和支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性。綜合以上內(nèi)容的研究分析,得出了以下主要研究成果:
　　(1)在此類特殊富水軟巖地層中修建隧道等地下工程時,施工技術(shù)的關(guān)鍵在于以降水為前提,超前注漿加固為保障,大斷面劃分成小斷面(雙側(cè)壁工法),快挖、快支、快封閉為組織原則,這樣才能有效的控制圍巖的變形,確保隧道施工安全、

3、高效的推進(jìn)。
　　(2)通過對圍巖壓力、接觸壓力、二襯鋼筋內(nèi)力的監(jiān)測和分析,可以看出各監(jiān)測點的圍巖壓力、接觸壓力以及二襯鋼筋內(nèi)力等均呈現(xiàn)出了不規(guī)律波動變化的特性,受各部開挖、臨時支撐的拆除影響較大,出現(xiàn)長時間波動情況,在監(jiān)測3到5個月后都呈現(xiàn)出了收斂趨勢,基本穩(wěn)定,數(shù)值均在允許范圍之內(nèi),支護(hù)結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)。
　　(3)通過對隧道施工過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析,可以看出在此類地層中修建隧道時,圍巖易被擾動,擾動范圍大,變形速度快,

4、變形時間長,隧道貫通后豎直和水平位移最大值分別為23.6mm和11.2mm;鑒于雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工的不對稱性,支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力表現(xiàn)出了不對稱性,隧道貫通后初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的第1和第3主應(yīng)力最大值分別達(dá)到了1.4MPa和-21.7MPa,支護(hù)結(jié)構(gòu)受力處于正常狀態(tài)。
　　(4)拆除臨時支撐是雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工比較關(guān)鍵的一道工序,在拆除臨時支撐時,對圍巖的位移及支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力都會產(chǎn)生重要的影響,圍巖位移和支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力都會發(fā)生突變,突變值較大;研