山区隧道口冲沟段高填路堤工程保障技术研究

摘要

三峡库区高等级公路常常需要频繁跨越山区隧道口冲沟，冲沟高填路堤整体、局部沉降或边坡失稳等病害较多。填料往往来源于隧道渣料，自重大，变形复杂，且冲沟处地面坡度一般较陡，加上库区变幅水位和地面径流的影响，严重影响冲沟高填路基的建设和营运安全。因此，如何提高山区隧道口冲沟地带高填路基的稳定性，已成为库区高速公路建设有待于解决的问题。
　　本文以杭兰线重庆奉节至云阳高速公路奉节东立交超高填方+拦渣坝工程项目为依托，对以巴东组为主的隧道渣料作为筑路材料的库区山区隧道口冲沟超高路堤+支挡结构路基的设计与修筑技术进行了系统的研究，分析了不同台阶宽度下的挡土墙水平应力和等效塑性变形，从而得出台阶宽度应该以2～3m为宜。本文采用ANSYS有限元进行沉降变形分析，并且将路堤分为8层，在数值仿真分析时通过“单元生死”这一特殊功能来实现。进行模拟对山区隧道口冲沟路堤沉降与稳定性进行路基沉降和稳定性的二维分析，从而得出沉降量和稳定性与路堤填筑高度、压实度、水平位移和挡土墙最大水平拉应力以及受水位涨落影响下等所有的变化规律。采用格栅护坡处理后进行监测，最终得到理想的效果。
　　通过建立水平位移基准网和垂直位移基准网对坝体和坡体变形的连续监测表明，目前，坝体表面水平及垂向位移量均较小，且无规律，内部各点受力无明显变化，反映坝体基本稳定;水平位移量较坝体偏大，垂直位移量较小。反映坡体基本稳定;各孔由孔底到地面变形缓慢且连续增大，未见变形异常点，说明监测段路基斜坡整体稳定，深部未出现变形带。
　　本文从理论分析、数值模拟、变形监测等三个方面对超高填方+支挡结构路基的设计与修筑技术进行了系统研究，成果为依托工程的顺利建成和日后的安全营运提供了技术支撑，有力支持了依托工程“桥改路”方案的实施。库区山区隧道口冲沟高路基、超高路基由于能够大量地利用开挖的土石方作为路基的填料，变废为宝，与桥跨方式相比，更经济环保，是今后库区高等级公路常选的结构形式。研究水因素作用下山区隧道口冲沟超高路堤的稳定性问题及其保障措施，对保护人民的生命财产安全、指导三峡地区工程建设具有重要意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 项目来源与意义

1．3 高填路基的概况

1．3．1 国内外研究状况

1．3．2 发展趋势

1．4 本文主要研究内容

第二章 高填路基填料试验及可行性分析

2．1 填料物理性质试验

2．1．1 含水率试验

2．1．2 击实试验

2．1．3 回弹模量试验

2．1．4 直剪试验

2．2 填料力学性质试验

2．3 填料化学性质试验

2．4 填料参数选取

2．5 本章小结

第三章 山区隧道口冲沟路堤沉降与稳定性分析

3．1 路基沉降的变形机理以及路基沉降的组成

3．1．1 路基沉降变形机理

3．1．2 路基沉降变形组成

3．2 路基稳定性分析方法

3．2．1 稳定性分析极限平衡法

3．2．2 稳定性分析有限元强度折减系数法

3．3 山区隧道口冲沟路堤沉降分析

3．4 山区隧道口冲沟路堤稳定性分析

3．5 本章小结

第四章 高填路基结构形式与支护结构形式研究

4．1 路基边坡尺寸确定

4．2 墙背土压力及结构应力计算

4．3 路基支护结构形式的确定

4．4 本章小结

第五章 山区隧道口冲沟高填路基施工保障技术研究

5．1 高填方路堤填筑压实技术及施工质量控制措施

5．1．1 路基原地基处理原则和要求

5．1．2 高填方路堤填筑与压实技术

5．1．3 高填方路堤施工质量控制措施

5．2 水位变化时岸水作用及其保障措施

5．2．1 水位上升岸水作用

5．2．2 水位下降岸水作用

5．2．3 水位变化时路堤稳定保障措施

5．3 预防路基沉降失稳的保障措施

5．3．1 土工格栅边坡防护技术

5．3．2 高填方路基强夯技术

5．3．3 高填方路基护坡技术

5．4 高填方路基及拦渣坝应力变形监测保障措施

5．4．1 基准网监测

5．4．2 拦渣坝形变监测

5．4．3 拦渣坝内部应力监测

5．5 本章小结

第六章 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果