小凈距大跨隧道淺埋偏壓段施工力學(xué)行為及施工技術(shù)研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，交通需求量的急劇增加，出現(xiàn)了大量以三車道公路隧道為代表的小凈距大跨隧道。小凈距大跨隧道由于開挖斷面大、形狀扁平、雙洞施工相互影響，圍巖整體穩(wěn)定性較差，特別是在淺埋偏壓段，由于其埋深較淺，圍巖多風(fēng)化破碎，承載能力極低，且存在偏壓，圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布及變形情況復(fù)雜，易導(dǎo)致襯砌開裂、滲漏，甚至山體失穩(wěn)滑坡。而我國又是一個多山的國家，公路選線過程中，隧道極易遇到從山體斜坡下穿越的情形，所以淺埋偏壓小凈距大跨隧道的優(yōu)化

2、設(shè)計和安全施工已成為隧道工程中關(guān)鍵的技術(shù)問題。
　　 本文首先介紹了淺埋偏壓小凈距大跨隧道的研究現(xiàn)狀，然后結(jié)合已有的研究成果，以林屋隧道淺埋偏壓段為依托工程，采用有限元數(shù)值模擬與現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的方法，針對淺埋偏壓小凈距大跨隧道設(shè)計與施工中的關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究與探討，主要工作與研究結(jié)論如下：
　　 1.分析了工程界對淺埋偏壓大跨小凈距隧道的定義及其特點，由于淺埋、偏壓、大跨及小凈距等因素的相互耦合影響，使得其施工力

3、學(xué)行為極為復(fù)雜，安全施工控制難度較大。
　　 2.分析了單洞圓形隧道開挖及支護(hù)過程中的圍巖應(yīng)力場變化及小凈距隧道施工圍巖應(yīng)力場多次擾動的特點，提出了相應(yīng)的表征方法與表達(dá)式，探討了實現(xiàn)安全施工控制的評價指標(biāo)。
　　 3.利用ABAQUS有限元軟件對隧道淺埋偏壓段地表不加固和采用地表預(yù)注漿并上覆鋼筋混凝土蓋板加固兩種施工方案分別進(jìn)行施工過程數(shù)值模擬，研究淺埋偏壓小凈距隧道施工過程中圍巖應(yīng)力與應(yīng)變及支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移的變化及其

4、規(guī)律。研究結(jié)果表明：由于受偏壓影響，圍巖最大應(yīng)力釋放區(qū)位于深埋側(cè)拱肩與淺埋側(cè)拱腳，而深埋側(cè)拱腳與淺埋側(cè)拱肩則會出現(xiàn)應(yīng)力集中或應(yīng)力增大；圍巖的水平位移較大，對圍巖的穩(wěn)定起關(guān)鍵作用，淺埋側(cè)隧道及地表會出現(xiàn)豎向向上位移；超淺埋側(cè)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)淺埋側(cè)拱肩沿上覆淺埋薄弱部位圍巖向地表垂直方向變形，從而導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)而破壞；后行洞施工對先行洞的影響極為顯著。
　　 4.通過數(shù)值模擬結(jié)果，對小凈距大跨隧道淺埋偏壓段地表采取加固措施前后的施工力