浅埋特大断面小净距隧道施工力学行为及相互影响研究

摘要

为了解决地形地质条件限制、交通拥堵、道路展线不灵活、空间狭小、占用地面积大、高边坡等问题，与之相适应的单洞四车道浅埋特大断面小净距隧道应运而生，因其隧道结构型式的新奇与独特性，结构受力复杂多变，开挖过程中左右洞相互影响难于把握，隧道结构承受偏压作用，且隧道开挖断面大，扁平率低，净距小，无论从设计还是施工角度均未形成完整的配套技术，只能依据双车道和三车道隧道施工技术规范及相关工程经验进行适当拓展，存在许多关键性问题需要解决。
　　本文所依托的泉州高山岩隧道，包含四条并行总体上呈南北走向，主线为单洞四车道，辅线为单洞两车道并设置非机动车道与人行道的浅埋特大断面小净距隧道，通过数值模拟及现场监控量测，对主线2＃、3＃隧道施工力学行为及相互影响进行相关研究，其主要研究工作有：
　　（1）依托工程现场采集典型花岗岩，加工成标准试件(φ50mm×100mm)，进行岩石密度试验、单轴压缩试验、常规三轴压缩试验。得到岩石的基本物理力学参数，为岩土工程数值模拟提供基本资料。
　　（2）在不同开挖方法及不同围岩等级下，分别建立空间三维单洞模型分析隧道施工力学行为、变形特性，建立围岩稳定性与开挖时间的相关关系，并通过监控量测结果验证数值分析的可行性，确定合理的衬砌施作时机，给出既保证安全、又经济有效的开挖方案。
　　（3）根据并行隧道三维空间模型，从拱顶沉降、中岩柱水平位移及应力等方面分析两掌子面不同纵向间距对左右洞施工相互影响效应，从安全、进度、经济等角度综合考虑，确定左右洞施工掌子面纵向合理间距约为1.0~1.5B。
　　（4）开展了依托工程现场监控量测研究，选取了部分典型断面进行了围岩变形稳定性分析，进一步验证数值模拟的可行性及施工方案的合理性，使隧道施工过程的全程监控充分达到预警作用。

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第一章 绪 论

1.1 隧道发展

1.2 工程概况

1.3 问题的提出

1.4 国内外研究现状

1.5 主要研究方法

1.6 主要研究内容

第二章 岩石物理力学参数试验

2.1 引言

2.2 试验参数及依据

2.3 岩样制备及试验器材

2.4 岩石参数试验

2.5 岩体物理力学参数取值

2.6 本章小结

第三章 浅埋特大断面小净距隧道施工力学行为研究

3.1 引言

3.2 浅埋隧道划分及特点

3.3 特大断面隧道划分及特点

3.4 小净距隧道划分及特点

3.5 不同施工方法隧道力学响应

3.6 不同围岩条件下隧道力学响应

3.7 本章小结

第四章 浅埋特大断面小净距隧道施工相互影响研究

4.1 引言

4.2 参数选取及模型建立

4.3 不同模拟工况

4.4 数值模拟分析

4.5 本章小结

第五章 依托工程隧道施工变形监测与分析

5.1 引言

5.2 监控量测内容

5.3 监控量测方案

5.4 监测结果分析与反馈

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

附录A