小凈距隧道的施工監(jiān)控量測和圍巖穩(wěn)定性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文以九嶺小凈距隧道施工進行的監(jiān)控量測設計及實施為基礎，獲取施工過程中的現(xiàn)場量測信息；根據(jù)這些量測信息，依照各種經(jīng)驗或理論建立的準則進行圍巖動態(tài)和隧道圍巖—支護體系的穩(wěn)定性判斷，確認(調(diào)整)合理的支護時機和支護參數(shù)。本文依托九嶺隧道的設計及施工，建立小凈距隧道的平面計算模型，對小凈距隧道進行開挖支護數(shù)值模擬計算，并著重對其位移場、應力場、噴射混凝土初期支護、錨桿軸力進行數(shù)值分析；利用三維有限元模型模擬現(xiàn)場所量測隧道隨施工步的圍巖應力、支

2、護受力和拱頂沉降的變化特征。 本文主要進行了以下工作： (1)簡述了九嶺小凈距隧道的工程概況。 (2)介紹了目前小凈距隧道施工中常使用的施工方法：新奧法，并對新奧法基本原理以及新奧法的一般原理著重進行了闡述，然后針對不同的圍巖環(huán)境提出了相應的初期支護順序，最后從促使圍巖成為承載結(jié)構(gòu)的角度來分析錨桿的、噴射混凝土的協(xié)調(diào)作用。 (3)根據(jù)依托工程的現(xiàn)場量測信息，通過初期支護階段各項物理量的量測值與允許值的比較

3、結(jié)果來對九嶺小凈距隧道圍巖—支護系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行分析和判斷，結(jié)果表明：隧道圍巖是穩(wěn)定的，支護、襯砌效果是可靠的。 (4)通過對小凈距隧道進行開挖支護數(shù)值模擬計算，并著重對其位移場、應力場、噴射混凝土初期支護、錨桿軸力進行數(shù)值分析，分析結(jié)果表明：該工程在施工時，變形主要集中在拱頂與仰拱底部，應力變化最明顯在拱頂、拱腰和拱腳處，故應根據(jù)開挖的情況對其進行監(jiān)測工作，初期支護時，噴射混凝土的最大彎矩值以及支護錨桿的最大軸力值都出現(xiàn)在隧道

4、拱腳處，因而在初期支護完成后，仰拱及二次襯砌要緊跟施作，改善其受力和變形情況，維持隧道的穩(wěn)定。 (5)根據(jù)現(xiàn)場具體地形條件和地質(zhì)條件，利用MIDASGTS有限元軟件建模進行三維有限元數(shù)值模擬，對小凈距隧道洞口段施工過程中的圍巖應力、洞周位移、支護受力等進行分析，來判定現(xiàn)場施工的安全性和以及開挖方案的合理性。 盡管運用數(shù)值計算求解巖土工程問題已經(jīng)為成為工程設計和施工中穩(wěn)定性分析的主要依據(jù)，但是由于地下有太多的未知數(shù)，要確保