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新奥法的不同施工方法下山岭隧道围岩稳定性研究

李青松  
【摘要】:近年来,随着经济的发展,交通基础设施建设逐步加快。特别是西部大开发战略的实施和四纵四横高铁的建设,隧道建设被推向了新的高峰。隧道在未来几年内将不断增多。围岩稳定是隧道安全施工的基本条件,如何维持隧道围岩稳定是隧道工程最基本的问题之一,因此国内外学者应用各种研究方法对围岩稳定性开展了大量研究工作,并取得了丰硕成果。 本文以津秦客运专线葫芦山隧道工程为背景,分析了三台阶法、两台阶法、全断面法三种不同施工方法对围岩稳定性的影响。论文的主要内容和结论包括: 首先选取变形较大的断面作为典型断面,分析造成变形的原因。得出结论:三种施工方法的围岩变形均经历了开挖前超前位移释放阶段,急剧变形阶段、缓慢变形阶段和变形稳定等四个阶段。其中急剧变形阶段变形量大,最易发生失稳破坏。 其次对一般性断面(即具有完整监测数据的全部断面)变形稳定时的净空收敛值、拱顶沉降值以及急剧变形阶段的持续时间三个量进行统计分析,采用正态分布拟合的方法,论证了三台阶法、两台阶法和全断面法的适用性。并且得出,绝大多数的监测断面都会在1个月后完成急剧变形,进入缓慢变形阶段。因此开挖一个月后是施做二衬的最佳时机。 第三分别对三台阶法、两台阶法和全断面法三种施工方法下围岩的变形规律进行数值模拟研究,并将研究结果与实测数据进行对比分析,得出:围岩的变形规律主要为拱顶向下沉降,遂底向上隆起,围岩两侧向中间收敛。隧道开挖对围岩的影响主要在4-5倍的洞径范围内。最大位移发生在拱顶、拱肩和拱脚处,并向周围扩散。 并且对V级围岩条件下,三台阶法和进行短台阶、短进尺优化后的两台阶法的模拟结果进行对比,论证了V级围岩条件下两台阶法的适用性。为类似的隧道工程提供有益的工程依据。


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