小凈距隧道的施工監(jiān)控量測(cè)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(jìn)行的監(jiān)控量測(cè)設(shè)計(jì)及實(shí)施為基礎(chǔ)，獲取施工過程中的現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)信息；根據(jù)這些量測(cè)信息，依照各種經(jīng)驗(yàn)或理論建立的準(zhǔn)則進(jìn)行圍巖動(dòng)態(tài)和隧道圍巖—支護(hù)體系的穩(wěn)定性判斷，確認(rèn)(調(diào)整)合理的支護(hù)時(shí)機(jī)和支護(hù)參數(shù)。本文依托九嶺隧道的設(shè)計(jì)及施工，建立小凈距隧道的平面計(jì)算模型，對(duì)小凈距隧道進(jìn)行開挖支護(hù)數(shù)值模擬計(jì)算，并著重對(duì)其位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、噴射混凝土初期支護(hù)、錨桿軸力進(jìn)行數(shù)值分析；利用三維有限元模型模擬現(xiàn)場(chǎng)所量測(cè)隧道隨施工步的圍巖應(yīng)力、支

2、護(hù)受力和拱頂沉降的變化特征。 本文主要進(jìn)行了以下工作： (1)簡(jiǎn)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(duì)新奧法基本原理以及新奧法的一般原理著重進(jìn)行了闡述，然后針對(duì)不同的圍巖環(huán)境提出了相應(yīng)的初期支護(hù)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(chǎng)量測(cè)信息，通過初期支護(hù)階段各項(xiàng)物理量的量測(cè)值與允許值的比較

3、結(jié)果來對(duì)九嶺小凈距隧道圍巖—支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析和判斷，結(jié)果表明：隧道圍巖是穩(wěn)定的，支護(hù)、襯砌效果是可靠的。 (4)通過對(duì)小凈距隧道進(jìn)行開挖支護(hù)數(shù)值模擬計(jì)算，并著重對(duì)其位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、噴射混凝土初期支護(hù)、錨桿軸力進(jìn)行數(shù)值分析，分析結(jié)果表明：該工程在施工時(shí)，變形主要集中在拱頂與仰拱底部，應(yīng)力變化最明顯在拱頂、拱腰和拱腳處，故應(yīng)根據(jù)開挖的情況對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作，初期支護(hù)時(shí)，噴射混凝土的最大彎矩值以及支護(hù)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(hù)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(chǎng)具體地形條件和地質(zhì)條件，利用MIDASGTS有限元軟件建模進(jìn)行三維有限元數(shù)值模擬，對(duì)小凈距隧道洞口段施工過程中的圍巖應(yīng)力、洞周位移、支護(hù)受力等進(jìn)行分析，來判定現(xiàn)場(chǎng)施工的安全性和以及開挖方案的合理性。 盡管運(yùn)用數(shù)值計(jì)算求解巖土工程問題已經(jīng)為成為工程設(shè)計(jì)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