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《湖南科技大学》 2011年
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富水围岩条件下浅埋暗挖隧道施工关键技术研究

张帆  
【摘要】:浅埋富水围岩条件下隧道施工往往面临着较大的技术难度和极高的安全风险,因此,对该条件下隧道施工中存在的关键技术问题进行系统研究重要理论意义和实用价值。本文以商漫高速公路重点控制性工程漫川关隧道为工程背景,针对该隧道穿越纸房沟浅埋富水段施工中存在的关键技术问题,采用案例调研、理论分析、数值模拟及现场测试等手段开展了系统研究工作,取得了如下主要成果: (1)针对纸房沟浅埋富水段,进行了暗挖隧道施工方案的可行性研究。经过明挖和暗挖两种施工方案的对比分析,并结合案例调研结果认为,采用暗挖施工方案可以保证隧道施工安全,且在工期、投资及环保等方面具备明挖方案所无法比拟的优势,因此建议纸房沟浅埋富水段隧道采用暗挖法施工。 (2)针对纸房沟浅埋富水段隧道,对采用台阶法和单侧壁导坑法两种暗挖施工方案进行了数值模拟分析,结果表明:单侧壁导坑法在控制围岩变形方面有一定优势,但采用台阶法和单侧壁导坑法施工均能将围岩变形控制在允许范围内,综合考虑施工便利性,投资等多种因素,建议采用台阶法施工,并设置单层小导管超前注浆加固地层,小导管长4.5 m,间距30 cm,上台阶开挖进尺以1.5 m为宜。 (3)针对本文建议的台阶法施工方案,对隧道施工过程进行了流固耦合仿真分析,结果表明:相对于不考虑地下水作用情况,考虑地下水的流固耦合作用后数值计算得到的地表沉降、拱顶沉降和隧道收敛值均明显增大,而且,对地表沉降而言,考虑地下水影响的数值计算值更加接近现场实测结果,说明地下水对隧道施工安全存在显著的影响。 (4)基于工程类比和理论分析,提出了纸房沟浅埋富水段的排水措施、地表加固处理方案和钻爆法施工方案,保证了施工引排水的效果,增强了隧道上覆地层的稳定性,有效控制了爆破振动影响。施工过程中,隧道围岩稳定、变形量不大,未发生地表塌陷等事故,保证了施工安全,验证了本文研究成果的正确性。
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U455.4

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