蘭渝鐵路木寨嶺隧道高地應(yīng)力軟巖施工變形控制研究.pdf

1、新建蘭渝鐵路是我國(guó)重點(diǎn)支撐性基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目,論文以新建蘭渝鐵路木寨嶺隧道為研究背景,結(jié)合木寨嶺隧道現(xiàn)場(chǎng)施工方法、監(jiān)控量測(cè)實(shí)測(cè)項(xiàng)目,運(yùn)用數(shù)值模擬方法進(jìn)行高地應(yīng)力軟巖大變形控制技術(shù)方面的研究。
　　論文針對(duì)木寨嶺隧道施工現(xiàn)場(chǎng)因大變形產(chǎn)生的拱架變形、二襯開(kāi)裂等問(wèn)題開(kāi)展了以下研究:
　　(1)論文根據(jù)木寨嶺隧道的工程地質(zhì)情況,結(jié)合室內(nèi)土工試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果,選取模型材料計(jì)算參數(shù);在隧道施工現(xiàn)場(chǎng)選取典型斷面,監(jiān)測(cè)斷面開(kāi)挖后圍巖的變形情況,并

2、對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,得出木寨嶺隧道高地應(yīng)力大變形軟巖的變化規(guī)律。
　　(2)論文運(yùn)用有限元軟件 MIDAS-GTS對(duì)木寨嶺隧道三臺(tái)階法施工進(jìn)行數(shù)值模擬,研究隧道開(kāi)挖過(guò)程中圍巖隨開(kāi)挖步和掌子面相對(duì)位置變化引起的變形所占總變形的比例,得出控制大變形的技術(shù)措施,進(jìn)一步研究隧道塑性區(qū)范圍、側(cè)壓力系數(shù)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力的影響,提出支護(hù)方式的優(yōu)化措施。
　　(3)通過(guò)模擬有大拱腳二襯和無(wú)大拱腳二襯施工,研究在兩種情況下隧道圍巖的變

3、形、受力特點(diǎn),驗(yàn)證二襯澆筑技術(shù)改進(jìn)的合理性和有效性,提出隧道二襯施工的優(yōu)化措施。
　　(4)通過(guò)對(duì)木寨嶺隧道CRD法施工過(guò)程的數(shù)值分析,對(duì)比三臺(tái)階法施工的圍巖受力變形情況,為木寨嶺隧道施工方法的選取提出建設(shè)性意見(jiàn)。
　　論文得出了如下研究成果:
　　(1)通過(guò)對(duì)木寨嶺隧道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的回歸分析處理驗(yàn)證了現(xiàn)場(chǎng)施工方法、支護(hù)形式的合理性,能夠較準(zhǔn)確地判斷二襯施做得合理時(shí)機(jī),并為必要時(shí)及時(shí)調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)提供有力依據(jù)。
　　(

4、2)數(shù)值模擬結(jié)果表明收斂曲線開(kāi)挖面前方先行變形占總變形的32.8％,掌子面變形占總變形的54.9%,掌子面后方變形占總變形的12.3%,軟弱圍巖隧道施工中加強(qiáng)拱部超前支護(hù)對(duì)控制大變形有重要作用,由此提出有效的高地應(yīng)力軟巖隧道大變形控制技術(shù)。
　　(3)通過(guò)對(duì)有大拱腳二襯和無(wú)大拱腳二襯數(shù)值模擬,計(jì)算結(jié)果表明有大拱腳二襯圍巖拱頂下沉值比無(wú)大拱腳二襯圍巖減小36%,有大拱腳二襯圍巖水平收斂值比無(wú)大拱腳二襯減小38%,表明與無(wú)大拱腳二襯相

5、比,有大拱腳二襯可以明顯減小圍巖拱頂下沉值、水平收斂值。
　　(4)運(yùn)用有限元軟件對(duì)木寨嶺隧道CRD法進(jìn)行數(shù)值模擬,計(jì)算結(jié)果表明:與三臺(tái)階法相比,CRD法施工圍巖拱頂沉降減少10%,水平收斂減少12%,應(yīng)力變化曲線更平緩,變化幅度更小,支護(hù)結(jié)構(gòu)更合理。
　　綜上所述,論文結(jié)合木寨嶺隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),進(jìn)行了大量數(shù)值模擬計(jì)算,驗(yàn)證了現(xiàn)場(chǎng)施工方法的合理性,并提出了更合理的大變形控制技術(shù)及優(yōu)化措施,為木寨嶺隧道及類(lèi)似隧道的設(shè)計(jì)施工提