小凈距大跨隧道淺埋偏壓段施工力學行為及施工技術研究.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，圍巖多風化破碎，承載能力極低，且存在偏壓，圍巖和支護結(jié)構內(nèi)力分布及變形情況復雜，易導致襯砌開裂、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、設計和安全施工已成為隧道工程中關鍵的技術問題。
　　 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計與施工中的關鍵問題進行了研究與探討，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、學行為極為復雜，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過程中的圍巖應力場變化及小凈距隧道施工圍巖應力場多次擾動的特點，提出了相應的表征方法與表達式，探討了實現(xiàn)安全施工控制的評價指標。
　　 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注漿并上覆鋼筋混凝土蓋板加固兩種施工方案分別進行施工過程數(shù)值模擬，研究淺埋偏壓小凈距隧道施工過程中圍巖應力與應變及支護結(jié)構內(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)應力集中或應力增大；圍巖的水平位移較大，對圍巖的穩(wěn)定起關鍵作用，淺埋側(cè)隧道及地表會出現(xiàn)豎向向上位移；超淺埋側(cè)隧道支護結(jié)構淺埋側(cè)拱肩沿上覆淺埋薄弱部位圍巖向地表垂直方向變形，從而導致支護結(jié)構失穩(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