浅变质碎裂岩地区隧道洞口段预加固技术研究

论文摘要

近年来,随着我国国民经济的飞速发展,高速公路建设已成为我国公路建设的主流。然而,高速公路技术指标要求高,需克服地形高差的影响,在山区开掘部分隧道就成了必然选择。由于工程地质、水文地质及人类活动等诸多因素的影响,高速公路隧道洞口段时常处于浅埋、偏压情况下,且隧道洞口处岩性往往比较差,多为第四纪土层,且易受地表水、地下水以及降雨的影响。因此如何保证隧道进洞过程中的安全就成了整个隧道工程的重中之重。为了研究隧道洞口段洞坡变形特征并由此得出与之相适应的预加固措施,本文以厦蓉线水都高速公路沿线隧道为背景,通过对沿线隧道地形地质条件的统计以及典型隧道洞口段施工过程的监控量测,对不同工况下的隧道洞坡变形以及所需的预加固措施进行的模拟分析,得到了不同地形地质条件下隧道洞口预加固措施的选取方案,为隧道洞口段的预加固技术的设计提供了参考。本文主要工作如下:①从围岩级别、仰坡坡度、横坡坡度、埋深以及不良地质等方面对厦蓉线水都高速公路隧道洞口段地形地质条件进行了统计,并在此基础上对隧道洞口的类型进行了分类。②在上述分类的基础上,结合相应的工程和研究结果,指出不同类型隧道进洞需要着重关注的重点,并以此建立计算模型,采用有限差分软件FLAC3D对不同工况下隧道开挖变形特征进行了分析,并指出需要在进洞前进行预加固时的工况。③采用FLAC3D软件,对需要进行预加固的工况进行了预加固模拟分析,通过加固与未加固、不同的加固措施之间的效果对比,给出了不同工况下隧道预加固的选取方案。④通过对老寨隧道左幅出口、瑞坡隧道左幅进口、上寨隧道左幅出口以及瑞坡隧道右幅进口等典型洞口工程实例的施工过程分析,对模拟计算结论进行了验证和补充。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 选题工程背景与研究意义
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题
• 1.2.1 预加固技术措施的分类
• 1.2.2 地表预加固技术研究现状
• 1.2.3 围岩预加固技术研究现状
• 1.2.4 目前存在的主要问题
• 1.3 论文主要研究的内容及技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 本文研究的技术路线
• 2 浅变质碎裂岩地区隧道洞口段变形特征分析
• 2.1 水都高速隧道洞口地形地质条件分类
• 2.1.1 地形地质条件统计及结果分析
• 2.1.2 水都线浅变质岩特征
• 2.1.3 隧道洞口段分类
• 2.2 地形偏压下洞坡变形特征分析
• 2.2.1 数值计算模型及参数选取
• 2.2.2 围岩为Ⅳ、Ⅴ 级时计算结果及分析
• 2.2.3 围岩为Ⅵ 级时计算结果及分析
• 2.3 大仰坡隧道随开挖变形特征
• 2.3.1 数值计算模型及参数的选取
• 2.3.2 应力分布特征分析
• 2.3.3 关键点位移分析
• 2.4 沟心地形下隧道变形特征分析
• 2.4.1 数值计算模型及参数选取
• 2.4.2 模拟结果及分析
• 2.5 本章小结
• 3 洞口段预加固措施选取
• 3.1 地形偏压下预加固措施选取
• 3.1.1 工程中常用的预加固措施
• 3.1.2 围岩为Ⅴ 级、t<15m 的情况
• 3.1.3 围岩为Ⅵ 级的情况
• 3.2 大仰坡隧道预加固措施选取
• 3.2.1 工程中常用的预加固措施
• 3.2.2 超前管棚的模拟及参数选取
• 3.2.3 隧道进洞时应力分布特征
• 3.2.4 隧道关键点位移分析
• 3.3 沟心地形下隧道进洞前预加固措施
• 3.3.1 工程中常用的预加固措施
• 3.3.2 预加固措施选取研究
• 3.4 本章小结
• 4 典型工程实例分析
• 4.1 概述
• 4.2 典型偏压隧道
• 4.2.1 老寨隧道左幅出口
• 4.2.2 瑞坡隧道左幅进口
• 4.3 典型大厚度堆积体仰坡隧道
• 4.3.1 上寨隧道左幅出口
• 4.4 典型沟心厚堆积进洞隧道
• 4.4.1 瑞坡隧道右幅进口
• 5 主要结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录