大斷面黃土隧道開挖過程的地層響應及施工方法研究.pdf

1、鄭州至西安的客運專線為國內(nèi)首批擬建的高速客運專線，該線位于中國黃土分布的中心地帶，全線穿過黃土段的隧道累計里程長達65km。該線隧道均為雙線隧道，開挖面積達174m<'2>，是目前國內(nèi)開挖斷面最大的黃土隧道。 通過對有關文獻的分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外學者雖然對黃土進行了大量的研究工作，但大多是從地質(zhì)的角度對黃土的形式、發(fā)育規(guī)律、特點以及形成條件等基礎理論方面進行一般性研究，針對實際工程的研究成果尚不系統(tǒng)、深入，對黃土隧道施工技術的研

2、究，特別是在復雜條件下對超大斷面黃土隧道修建技術的研究尚不多見，可供借鑒的成熟施工經(jīng)驗也較少，因此，已有成果難以有針對性地指導鄭西線的設計和施工。 本文在綜合分析國內(nèi)外研究成果的基礎上，對黃土隧道不同施工方法的初期支護三維力學性能進行了數(shù)值模擬分析，評價了不同工法的優(yōu)劣性，并結(jié)合工程實際，對作者參與設計的鄭西線鞏義隧道進行了施工過程地層響應分析，主要取得的研究成果如下： (1)采用三維彈塑性模型數(shù)值計算軟件，模擬計算弧形

3、導坑法、CD法、CRD法施工過程，進行各施工階段黃土地層與支護的靜力計算，分析圍巖和支護體系的應力場與位移場，對支護進行優(yōu)化設計，優(yōu)選最佳施工方案，對設計和施工提出指導性建議。 (2)結(jié)合鞏義隧道的實際情況，研究了鞏義隧道下穿310國道段的施工方法及主要施工控制措施；并以有限元理論為基礎，對隧道開挖的影響范圍及黃土地層響應作出較精確的分析，并分析了不同工程措施(輔助施工措施、注漿部位、注漿半徑、噴混凝土厚度)對地層變位的控制效果