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高速公路两车道隧道两阶段设计方法研究

韩家广  
【摘要】: 公路隧道的结构设计方法主要有三种:工程类比法、力学分析法和现场监控量测反馈法。高速公路隧道结构受力复杂,虽然有很多可参考的工程实例,但在具体涉及每个隧道实际情况时,针对不同的地形、地质条件、施工方法、施工工期、设计理念等,都有不同的处理方法,仅仅采用其中一种方法设计显然具有局限性,本文针对两车道隧道设计的特点及存在的问题,以新奥法理论为出发点,结合图们至珲春高速公路板石隧道工程设计实例,采用两阶段设计、三种设计方法并用的综合设计法对两车道隧道的设计作一系统的研究。 第一阶段:首先采用工程类比法,借鉴以往的类似工程经验,初步拟定隧道的初期支护及预支护参数、二次衬砌厚度和施工方法。然后通过三维弹塑性有限元法对隧道的整个施工过程进行数值模拟,分析施工过程中围岩的应力和变形的变化以及整个过程中支护和围岩的稳定情况。第二阶段:通过施工过程中对“围岩-支护”结构体系的力学动态进行有效的现场监控量测,以其提供的信息来分析初期支护的稳定情况,判断二次衬砌的施作时机,并对设计中与实际不符的支护参数进行修改,使之与实际情况相符。对于施工中出现的实际工程问题,具体运用监控量测资料反馈处理与工程类比相结合,确定解决方案,完善设计。 本文以图们至珲春段高速公路板石隧道为工程背景,采用三种设计方法并用的两阶段设计方法进行设计,在实际工程应用中证明是合理的,该方法在以后的两车道隧道结构设计中具有一定的借鉴意义。


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