超大斷面軟弱破碎圍巖隧道施工過程優(yōu)化及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國高速鐵路和客運(yùn)專線的建設(shè)，出現(xiàn)了大批的超大斷面隧道，這些隧道的開挖斷面面積往往在150m2以上，對于軟弱破碎圍巖，超大斷面隧道的施工難度很大。若采用傳統(tǒng)的CD法、CRD法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法或三臺(tái)階七步法等方法開挖，雖也能安全通過，但此類多分部的開挖方法必然導(dǎo)致施工進(jìn)度緩慢，經(jīng)濟(jì)效益差。因此，有必要研究超大斷面軟弱破碎圍巖的施工過程力學(xué)效應(yīng)規(guī)律，優(yōu)化一種快速、安全、經(jīng)濟(jì)的施工工法，為今后該類隧道的設(shè)計(jì)和施工提供參考。
　　 本

2、文采用巖樣室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值仿真和大型三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)等手段，以蘭渝鐵路兩水隧道為依托工程，針對V級(jí)圍巖，圍繞超大斷面軟弱破碎圍巖隧道施工過程優(yōu)化開展了相關(guān)研究工作。
　　 通過開展現(xiàn)場炭質(zhì)千枚巖的室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)，得出炭質(zhì)千枚巖的基本力學(xué)參數(shù)、蠕變模型和蠕變參數(shù)：根據(jù)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)場反饋數(shù)據(jù)，開展了超大斷面軟弱破碎圍巖隧道的數(shù)值仿真，研究該類隧道施工過程力學(xué)效應(yīng)的普遍規(guī)律，得到了不同地層條件、開挖循環(huán)進(jìn)尺、開挖方法下隧道圍巖的力

3、學(xué)行為；研制了炭質(zhì)千枚巖相似材料、模型試驗(yàn)裝置系統(tǒng)和多元信息采集系統(tǒng)，開展了大型三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)，分別研究了臺(tái)階法有支護(hù)、全斷面有支護(hù)和全斷面無支護(hù)條件下隧道開挖過程的力學(xué)行為，進(jìn)一步分析了不同開挖方法和支護(hù)條件下，該類隧道圍巖的力學(xué)轉(zhuǎn)換機(jī)理；綜合分析數(shù)值仿真和模型試驗(yàn)的結(jié)論，提出兩水隧道試驗(yàn)段的施工方案，即兩臺(tái)階加落底的開挖方法；通過現(xiàn)場監(jiān)測信息的反饋，對比模型試驗(yàn)結(jié)論，驗(yàn)證了該施工方案的可行性；利用前面得到的蠕變模型和蠕變參數(shù)，