龍泉寺隧道穩(wěn)定性分析及施工技術研究.pdf

1、隧道建造中，因隧道工程施工的人為擾動對天然巖體造成了影響，并使天然應力場發(fā)生了改變，導致隧道周圍圍巖應力的自協(xié)調和重新分布，形成二次應力場，其間伴隨著圍巖近場應力的轉移，當某個時段此應力場的最大峰值應力超過圍巖自身的強度時，將造成隧道工程巖體的持續(xù)變形和破壞，而局部的破壞可能導致工程巖體破壞的連鎖反應，最終造成圍巖的結構性破壞以致失穩(wěn)，給隧道的施工和正常運營帶來巨大的危害和經濟損失。
　　 在現(xiàn)場調研和綜合分析工程地質勘察資料的

2、基礎上，本論文基于國內外先進的隧道支護理論和技術，通過現(xiàn)場觀測、分析工程地質構造，查明隧道圍巖的工程特征，確定巖體的分級指數，并利用理論分析和數值計算設計手段，對龍泉寺隧道的施工方案與施工步驟進行優(yōu)化，同時采用超前預報手段對隧道的穩(wěn)定性進行超前地質預報，以便完善和改進隧道支護設計，確保隧道工程掘進與支護的順利施工。
　　 論文的主要研究成果有如下幾點：
　　 1)分析勘察資料，研究影響龍泉寺隧道穩(wěn)定性的主要因素，通過野外

3、現(xiàn)場勘測地質條件，了解隧道區(qū)域內的交通、水文以及地質構造等信息；
　　 2)利用定量和定性分析法對龍泉寺隧道圍巖進行分級與質量評價，根據分析結果，龍泉寺隧道圍巖劃分為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三個大級。其中，Ⅲ級又分為Ⅲ1和Ⅲ2，對應的施工和支護分別為：全斷面爆破+噴混凝土支護、全斷面爆破+根據現(xiàn)場情況控制進尺并噴錨支護；Ⅳ級又分為Ⅳ1、Ⅳ2和Ⅳ3，對應的施工和支護分別為：采用兩臺階法開挖+超前錨桿預支護、采用三臺階法開挖+超前小導管注漿、采用

4、三臺階預留核心土方法開挖+超前小導管注漿+掌子面超前注漿；Ⅴ級又分為Ⅴ1和Ⅴ2，對應的施工和支護分別為：采用三臺階預留核心土方法開挖+加大鋼拱架尺寸+超前小導管注漿(必要時雙層)+掌子面超前注漿+噴射高強度混凝土、采用三臺階預留核心土方法開挖+超前小導管注漿(雙層)+掌子面超前注漿，必要時周邊注漿，噴射鋼纖維混凝土。
　　 3)利用數值計算技術分析隧道黃土段各種施工方式對隧道的穩(wěn)定性影響，研究結果表明：在圍巖位移方面短臺階七步法

5、>CRD法>雙側壁法，從控制結構強度方面來看，雙側壁法>短臺階七步法>CRD法，在隧道的拱腳和墻腳處結構的彎矩較大，結構安全性較低。三種施工方法中隧道的變形主要發(fā)生在各個部位的開挖中，隧道仰拱施工完成后，隧道斷面的變形與下沉基本保持不變。
　　 4)根據研究成果確定隧道施工的具體方案、步驟及相關施工細節(jié)，施工總體方案為：洞口場地開挖完成后，砌筑洞頂截排水溝，根據情況進行洞頂地表加固，開挖洞口土石方；運用預報成果數據實現(xiàn)隧道動態(tài)設

6、計及施工，針對不良地質地段及斷層破碎帶采用超前預支護；隧道洞門采用明挖法，Ⅴ級、Ⅳ級圍巖段采用三臺階法施工，Ⅲ級、Ⅱ級圍巖段采用臺階法施工，隧道采用鉆爆法施工，各初期支護噴射混凝土采用C25混凝土。
　　 5)通過對掌子面地質素描、地質雷達與TSP超前地質預報相結合方法對掌子面前方地質情況進行預報研究。研究發(fā)現(xiàn)：掌子面(DK21+077)前方130米范圍內下伏為強風化蝕變安山巖，巖體破碎，呈碎石狀，松散結構、節(jié)理裂隙發(fā)育，軟塑體