油坊坪隧道软弱围岩监控量测及稳定性分析

摘要

随着国家各地区高等级公路迅猛发展，越来越多的高速公路隧道投入建设或运营。隧道工程，特别是软弱围岩隧道面临的问题日益增多。如何控制该类隧道在开挖过程中的变形和应力松弛，防止坍塌，安全、优质、快速的建造，是目前亟待解决的问题。
　　 论文以谷城至竹溪高速公路油坊坪隧道为依托，通过地质调查、施工期现场监控量测、理论分析、模拟研究等手段，对软弱围岩隧道的诱因和施工技术措施进行了研究和探索。论文的主要内容和成果如下:
　　 (1)通过实地调研该地区的水文地质、工程地质，取得较为详实的油坊坪隧道工程资料数据。
　　 (2)查阅国内外文献，深度剖析影响软弱围岩隧道稳定的基本因素。结合实际工程，揭示影响油坊坪隧道稳定的几大诱因——岩体自身因素、地质构造因素、围岩赋存环境因素及施工管理因素。
　　 (3)结合施工期的现场监控量测数据，掌握围岩变形的实际过程，对典型断面整理分析，预测其围岩变形最终位移。通过相关允许值和实测值进行对比，判断该段落围岩基本稳定，支护、衬砌效果可靠，达到施作二衬条件。
　　 (4)在论述两台阶环形开挖预留核心土法原理和有限元理论基础上，引入MIDAS/GTS数值计算软件。通过对位移场分析、喷射混凝土初期支护受力分析和锚杆轴力分析，证实了监控量测数据和模拟分析的基本吻合。
　　 (5)阐述了隧道预支护相关理论，归纳总结油坊坪隧道软弱围岩施工措施，为以后设计和施工软弱围岩隧道提供经验。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 软弱围岩的含义

1．2．2 软弱围岩变形特性

1．2．3 软弱围岩隧道支护理论

1．3 本文研究的主要内容及研究意义

1．3．1 主要内容

1．3．2 研究意义

第2章 油坊坪隧道工程概况

2．1 隧道概况

2．2 地形地貌

2．3 地质构造及岩性

2．4 水文地质条件

2．5 地震烈度

2．6 隧道土建设计

2．7 本章小结

第3章 影响软弱围岩隧道稳定的因素及预支护原理

3．1 影响软弱围岩隧道稳定的因素

3．2 影响油坊坪隧道稳定的因素

3．3 隧道预支护原理

3．4 本章小结

第4章 油坊坪隧道信息化监测及围岩稳定性分析

4．1 概述

4．2 油坊坪超前预报的方法

4．3 油坊坪隧道监控量测技术和方法

4．3．1 监控量测断面和测点布置

4．3．2 监控量测仪器及技术

4．4 监控量测信息管理

4．4．1 原始数据处理

4．4．2 位移量测的注意事项

4．4．3 变形管理

4．4．4 量测资料的应用

4．5 量测数据的分析预测

4．5．1 典型监测断面分析

4．5．2 油坊坪隧道监测数据回归分析的方法和极值预测

4．6 本章小结

第5章 油坊坪隧道软弱围岩数值模拟研究

5．1 油坊坪隧道软弱围岩段开挖方案

5．1．1 台阶法简介

5．1．2 两台阶环形开挖预留核心土法

5．2 有限元理论概述

5．3 施工阶段有限元分析

5．3．1 MIDAS／GTS数值计算软件简介

5．3．2 模型的建立

5．4 施工过程模拟

5．5 结果分析

5．5．1 位移场分析

5．5．2 喷射混凝土初期支护受力分析

5．5．3 锚杆轴力受力分析

5．5．4 模拟结果与监控量测对比分析

5．6 本章小结

第6章 油坊坪隧道软弱围岩变形控制施工技术措施

6．1 软弱围岩隧道变形控制的基本理念和原则

6．1．1 变形控制基本理念

6．1．2 变形控制基本原则

6．2 油坊坪隧道软弱围岩施工措施

6．2．1 明洞施工

6．2．2 暗洞施工

6．3 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 主要结论

7．2 展望

致谢

参考文献

读研期间发表的论文

硕士期间参与的科研项目及论文项目来源