青岛地铁隧道施工阶段围岩分级细化方法研究与应用

摘要

随着国民经济的不断腾飞和与城市化进程的不断发展，城市地铁已成为解决城市交通堵塞问题的必然选择。青岛地铁隧道开挖方式主要以浅埋暗挖为主，隧道穿越地层条件呈“上软下硬”土岩组合地层，各类基岩面起伏大，风化岩石的工程性状差异大，地质条件十分复杂。硐室围岩的正确分级是地下工程设计、施工方案制定合理与否的关键，它既是评价硐室围岩稳定性的重要参数，也是硐室支护方案设计和确定针对性施工工艺的重要依据。为更好服务于地铁建设，本文将依托青岛地铁建设工程，结合青岛特有的地层环境，通过数量化理论分析、数值计算和现场实测的方法尝试建立一种适用于城市地铁隧道施工阶段围岩等级细分的系统。主要研究内容和结论如下:
　　(1)施工阶段隧道围岩分级细化标准研究。通过模拟试验对围岩自稳埋深的分析，在一般跨度情况下，对岩体完整程度、岩石坚硬程度两个围岩分级指标值的不同组合进行了数值试验，得到了各种组合情况下不同埋深情况下的自稳程度，对Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级岩体围岩进行相应亚级级别的划分，分别划分为2、3、3个亚级。
　　(2)施工阶段隧道围岩亚级分级体系研究。利用数量化理论的研究方法，选取岩石坚硬程度、岩体完整性和地下水状态三类围岩分级指标计算得到了围岩亚级级别判定方程的系数和判定值，通过计算建立了施工阶段隧道围岩亚级细分系统。
　　(3)青岛地铁隧道施工阶段围岩分级系统工程应用研究。利用信息化施工方法进行信息反馈，对正在施工的青岛地铁某暗挖车站成功进行运用，达到了缩短工期与控制变形的信息化施工目的。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景、目的及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的与意义

1．2 国内外围岩分级研究现状

1．2．1 国外围岩分级研究现状

1．2．2 国内围岩分级研究现状

1．2．3 目前隧道围岩分级所面临的问题

1．3 研究内容

1．4 技术路线

2 青岛地铁暗挖隧道工程地质条件及施工工法分析

2．1 青岛地铁暗挖车站概况

2．2 青岛地铁暗挖车站工程地质条件

2．2．1 地铁M3号线各暗挖车站工程地质条件

2．2．2 地铁M2号线一期工程各暗挖车站工程地质条件

2．3 青岛地铁暗挖车站覆跨比分析

2．4 青岛地铁暗挖车站施工工法分析

2．5 本章小结

3 施工阶段隧道围岩分级细化标准研究

3．1 概述

3．2 试验分析依据

3．3 数值模拟试验分析

3．3．1 计算模型与参数

3．3．2 试验组合

3．3．3 计算结果分析

3．4 本章小结

4 施工阶段岩体围岩亚级分级体系研究

4．1 数量化理论判别方法

4．1．1 求解判别函数

4．1．2 判别依据

4．2 原始数据采集

4．3 岩体完整程度数量化判别

4．3．1 判定流程

4．3．2 完整程度判别依据

4．4 围岩等级细化数量化判别

4．4．1 判定流程

4．4．2 围岩亚级分级判据

4．5 分级指标获取

4．5．1 岩石坚硬程度及风化程度

4．5．2 岩体完整程度

4．5．3 地下水影响程度

4．5．4 主要结构面产状影响程度

4．6 隧道围岩判定

4．7 本章小结

5 青岛地铁隧道施工阶段围岩分级系统的工程应用

5．1 工程概况

5．1．1 工程位置

5．1．2 工程地质条件概况

5．1．3 工程设计概况

5．1．4 监测方案

5．2 应用分析

5．2．1 隧道施工阶段围岩分级

5．2．2 动态施工方案调整

5．3 新方案跟踪

5．3．1 施工阶段围岩分级

5．3．2 监测结果分析

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 论文创新点

6．3 展望

参考文献

致谢

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