双城隧道施工监控量测与开挖方法优选分析

摘要

随着西部大开发战略如火如荼的进行,我国高速公路的建设迎来了属于自己的春天。但是西部地区的地形、地质条件复杂,山岭和丘陵较多,山岭隧道占整条线路的比重较大,成为评价高速公路的一个重要指标。而隧道施工的安全取决于对围岩稳定状态的判断,因此隧道监控量测技术的应用变得尤为重要。本文以临夏至合作的高速公路的双城隧道为工程背景,根据施工现场的监控量测数据,对双城隧道的围岩稳定性进行分析,并借助MIDAS/GTS软件加以对比分析。本文的主要内容如下:
　　(1)简述了双城隧道的工程概况,并结合监控量测技术的发展现状和规范要求,介绍了双城隧道监控量测方案。该方案对双城隧道监测项目的量测方法、量测频率和测点断面的布置做了详细阐述。主要结论:双城隧道的监测方案完全符合规范要求。
　　(2)通过对围岩稳定性判定方法和监测数据分析方法的介绍,结合隧道监控量测的控制基准,应用Origin软件对双城隧道典型断面 DZK19+340的拱顶沉降和周边位移和出口段 DYK19+952断面的地表下沉进行分析,并探讨了二次衬砌的最佳施作时间。主要结论:
　　①典型断面 DZK19+340的累计拱顶沉降量和累计周边位移值符合规范要求,位移和速率随时间变化的曲线符合规律,该断面的围岩处于稳定状态。
　　②出口段断面DYK19+952的累计地表下沉值符合规范要求,其下沉值和速率随时间的变化曲线符合规律。
　　③典型断面DZK19+340的二次衬砌最佳施作时间为上台阶开挖后的第34天。
　　(3)借助MIDAS/GTS软件对实际开挖工法(台阶法)、上导坑法、全断面法的施工过程进行模拟,得出三种开挖工法在断面DZK19+340发生的拱顶沉降和周边位移,通过其与实测数据的对比分析,得出双城隧道的最合理开挖工法。主要结论:
　　①台阶法开挖模拟结果表明,双城隧道的围岩应力场、位移场和初期支护结构的受力均符合要求。
　　②典型断面 DZK19+340的累计拱顶沉降量、累计周边位移值均大于台阶法开挖的模拟值和上导坑法开挖的模拟值,小于全断面开挖的模拟值,但是三种开挖工法的模拟结果随时间的变化曲线变化均为“抛物线”型,符合规律。
　　③从技术、经济和安全的角度出发,双城隧道采用的台阶法开挖及施工工序符合本工程要求。

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1 绪论

1.1 问题的提出

1.2 研究现状

1.3 存在问题

1.4 本文主要研究内容与分析方法

2 双城隧道概况及施工监测方案

2.1 双城隧道工程概况

2.2 双城隧道施工监测方案

3 围岩稳定性判定方法及量测数据的分析方法

3.1 围岩稳定性判定方法

3.2 量测数据的分析方法

3.3双城隧道监测数据的处理分析

4 双城隧道开挖方法优选分析

4.1概述

4.2数值模拟分析理论

4.3三维数值建模要点

4.4台阶法施工段三维数值模拟

4.5上导坑法施工段三维数值模拟

4.6全断面法施工段三维数值模拟

4.7数值模拟结果与监测数据对比分析

4.8三种开挖工法比较结语

5 结论与展望

5.1结论

5.2进一步工作及展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果