大斷面連拱隧道中墻厚度及支護參數優(yōu)化研究.pdf

1、大斷面連拱隧道作為一種新興的隧道形式，不同于普通的連拱隧道。中隔墻是連拱隧道的重要結構構件，中隔墻的厚度是關系到隧道整體穩(wěn)定與工程造價的重要參數，支護參數對此也有重要影響，而目前國內在建和擬建的連拱隧道普遍存在總體支護體系過強，而局部位置又相對較弱、襯砌產生大面積裂痕、襯砌接頭處嚴重漏水、進出口淺埋段及高級別圍巖段工程造價過高等問題，因此對連拱隧道的中墻厚度和支護參數進行優(yōu)化研究就顯得十分必要。本文以廣賀高速公路雙洞六車道連拱隧道－護坑

2、隧道為依托工程，主要作了以下一些研究工作：
　?、傧到y(tǒng)介紹了護坑隧道隧址區(qū)的工程地質和水文地質條件，據此給出了隧道圍巖的分級情況，并對隧道的斷面設計、支護結構設計以及施工方法等作了簡要的介紹。
　?、诮榻B了公路連拱隧道監(jiān)控量測的目的和基本要求以及護坑隧道監(jiān)控量測的項目、方法和斷面布置等情況，在此基礎上對護坑隧道中導洞Ⅴ級圍巖段兩個量測斷面的拱頂下沉和周邊收斂監(jiān)控量測資料進行了整理，并對結果進行了分析評價。
　?、坳U述了

3、有限元法模擬地下工程的基本原理，在此基礎上運用大型通用有限元軟件ADINA，以Ⅴ級圍巖為例，對曲中墻厚度分別為2.2m（設計值）和1.34m（優(yōu)化值）兩種情況進行施工過程的大變形非線性有限元模擬分析，并與中導洞的位移監(jiān)測結果進行了對比，結果表明：
　　1）中導洞的拱頂下沉及周邊收斂的模擬結果與監(jiān)測結果基本一致，由此可以說明有限元模擬中所采用的本構模型和所取用的圍巖物理力學參數是較為合理的。
　　2）在圍巖、支護結構和曲中墻的

4、應力、位移極值，錨桿的軸力極值，以及圍巖、支護結構關鍵部位的應力、位移特征方面，曲中墻厚度為2.2m時沒有明顯優(yōu)勢，而在中隔墻關鍵部位的應力和位移特征方面，曲中墻厚度為2.2m時有一定的優(yōu)勢，但優(yōu)勢不大。因此，曲中墻厚度取為1.34m是可行的。
　　④在中墻厚度優(yōu)化的基礎上，對Ⅴ級圍巖條件下的支護結構參數進行了優(yōu)化分析，結果表明：在圍巖、曲中墻的應力、位移極值和關鍵部位應力、位移特征方面，原設計的支護參數有一定的優(yōu)勢，但優(yōu)勢不大；