富水弱膠結粉細砂層隧道雙側壁施工工法及數(shù)值模擬分析.pdf

1、需要大力發(fā)展交通工程的中國西北地區(qū)廣泛分布著富水弱膠結砂層,在這種典型軟巖地層中修建大斷面隧道工程的難度比較大、安全風險高,嚴重制約著我國西北地區(qū)交通工程的發(fā)展。如何在此類軟弱圍巖地質條件下,安全、高效的修建高質量隧道,是當前隧道工程界面臨的重要課題之一。
　　本文依托在建的蘭渝鐵路桃樹坪隧道工程,研究探討了富水弱膠結粉細砂層隧道雙側壁導坑施工工法及其輔助施工措施等關鍵技術;對隧道施工過程中的相關應力項目進行了監(jiān)測和分析;采用有限

2、元軟件對隧道施工過程進行了模擬,研究分析了圍巖變形規(guī)律、支護結構應力分布特征及其變化規(guī)律,并結合監(jiān)測結果綜合評價了現(xiàn)行施工方法、支護參數(shù)的可行性和支護結構的安全性。綜合以上內(nèi)容的研究分析,得出了以下主要研究成果:
　　(1)在此類特殊富水軟巖地層中修建隧道等地下工程時,施工技術的關鍵在于以降水為前提,超前注漿加固為保障,大斷面劃分成小斷面(雙側壁工法),快挖、快支、快封閉為組織原則,這樣才能有效的控制圍巖的變形,確保隧道施工安全、

3、高效的推進。
　　(2)通過對圍巖壓力、接觸壓力、二襯鋼筋內(nèi)力的監(jiān)測和分析,可以看出各監(jiān)測點的圍巖壓力、接觸壓力以及二襯鋼筋內(nèi)力等均呈現(xiàn)出了不規(guī)律波動變化的特性,受各部開挖、臨時支撐的拆除影響較大,出現(xiàn)長時間波動情況,在監(jiān)測3到5個月后都呈現(xiàn)出了收斂趨勢,基本穩(wěn)定,數(shù)值均在允許范圍之內(nèi),支護結構處于安全狀態(tài)。
　　(3)通過對隧道施工過程進行數(shù)值模擬分析,可以看出在此類地層中修建隧道時,圍巖易被擾動,擾動范圍大,變形速度快,

4、變形時間長,隧道貫通后豎直和水平位移最大值分別為23.6mm和11.2mm;鑒于雙側壁導坑法施工的不對稱性,支護結構的受力表現(xiàn)出了不對稱性,隧道貫通后初期支護結構的第1和第3主應力最大值分別達到了1.4MPa和-21.7MPa,支護結構受力處于正常狀態(tài)。
　　(4)拆除臨時支撐是雙側壁導坑法施工比較關鍵的一道工序,在拆除臨時支撐時,對圍巖的位移及支護結構的受力都會產(chǎn)生重要的影響,圍巖位移和支護結構的應力都會發(fā)生突變,突變值較大;研