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隧道工程软弱围岩大变形控制体系研究

张洋  
【摘要】: 随着我国基础建设事业的高速发展和西部大开发的进一步推进,我国的公路工程、铁路工程和地下工程迅猛发展,其大量长大、深埋隧道工程纷纷上马,穿越高地应力区以及遇到软弱围岩体,常导致软弱围岩大变形等相关地质灾害。对于隧道软弱围岩大变形的有效合理的防治与控制措施愈显紧迫与重要。 本文通过对国内外知名大变形隧道的事例分析,从隧道的埋深、岩性条件、工程环境、支护约束、变形量、变形机理、发生时间等方面,定义隧道围岩大变形,能直观准确判断大变形。为满足工程需要,提出了大变形的分级标准,对围岩大变形进行判断和预测预报。预测方式:超前预测,隧道施工采用超前地质预报,分析地质情况,同时进行数值模拟计算,可以超前预测大变形情况:施工预测,施工过程通过监控量测成果,采用工程类比,进行数学分析处理,预测大变形情况。在易发生大变形隧道地段采用短台阶法开挖、锚网喷注加钢架联合支护能满足施工需要,并用FLAC3D进行数值模拟,模拟其开挖与支护,掌握围岩变形与支护受力规律,指明支护的薄弱部位,施工时进行监控量测,并进行反分析得围岩参数,指导数值模拟计算。 本文建立了一套适合隧道围岩大变形的控制体系:隧道开挖前,调查地质情况,进行地质超前预报,采用工程类比方式,判别围岩类型,并进行数值模拟,判断大变形情况,提供合适的开挖方法与相应的支护措施,施工过程进行监控量测,并进数据分析判断,得出围岩参数,优化数值模拟参数,让计算接近工程实际,指导下步施工。本文结合乌鞘岭隧道进行研究,实践证明技术上可行,经济上合理。对于类似工程具有一定的参考价值。


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