新人工填筑土大断面隧道施工地层变形规律及控制技术

摘要

以贵阳铁路枢纽工程龙洞堡机场隧道为背景，综合运用现场测试、模型试验及数值计算方法，对超厚新人工填筑土地层超大断面隧道施工土体变形规律及其施工对策进行了研究。在对新人工填筑土自身固结特性研究的基础上，进一步研究了新人工填筑土条件下大断面隧道施工引起的土体变形规律，并据此提出了相应的施工控制对策。通过研究和总结取得以下成果:
　　(1)通过理论分析及室内试验，初步认识了新人工填筑土的固结特性，在此基础上得到了龙洞堡机场隧道上覆新人工填筑土的固结沉降量。
　　(2)综合应用现场测试、模型试验以及数值计算等技术手段，研究得到了新人工填筑土条件下隧道开挖引起的拱顶下沉与地表沉降之间的关系，并指出龙洞堡机场隧道上覆新人工填筑土的沉降主要是由于土体自身固结引起的。
　　(3)以龙洞堡机场隧道为依托，基于大拱脚弧形导坑预留核心土台阶开挖法，研究了单一加固技术措施对控制新人工填筑土条件下暗挖大断面隧道地表沉降的作用效果，得到为控制沉降各种支护措施应综合采用:首先应进行超前支护，确保隧道开挖过程中的围岩稳定，同时应对隧道轮廓外侧全环加固，在此基础上，二次衬砌尽可能地紧跟初期支护施作。
　　该研究成果直接指导了龙洞堡机场隧道下穿新人工填筑土段的修建，为进一步拓展软土地层中的隧道修建技术积累了经验。

目录

声明

摘要

1．1 问题的提出

1．2 国内外研究现状

1．2．1 土的固结特性研究现状

1．2．2 隧道施工引起的地层位移研究现状

1．3 主要研究内容及研究方法

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 研究方法

1．4 技术路线

第2章 新人工填筑土固结沉降理论及其试验研究

2．1 新人工填筑土固结沉降值计算理论研究

2．1．1 分层总和法

2．1．2 经验估算法

2．1．3 基于实测数据的计算方法

2．2 新人工填筑土基本物理指标测定及固结压缩试验

2．2．1 新人工填筑土基本物理指标测定

2．2．2 新人工填筑土固结压缩试验

2．3 新人工填筑土固结沉降量预测分析

2．3．1 基于室内固结压缩试验成果的沉降量预测

2．3．2 基于经验公式法的固结沉降量预测

2．4 本章小结

第3章 新人工填筑土大断面隧道施工土体变形规律研究

3．1 总体研究思路

3．2 基于实测数据的隧道拱顶下沉全位移推算

3．2．1 全位移计算公式

3．2．2 新人工填筑土段龙洞堡机场隧道拱顶沉降分析

3．3 基于模型试验的拱顶下沉与地表沉降关系分析

3．3．1 模型试验概况

3．3．2 拱顶下沉与地表沉降关系分析

3．4 基于三维数值计算的拱顶下沉与地表沉降关系分析

3．4．1 计算模型

3．4．2 地层参数及支护结构参数

3．4．3 计算工况

3．4．4 拱顶下沉与地表沉降关系分析

3．5 新人工填筑土大断面暗挖隧道施工地表沉降规律分析

3．6 本章小结

第4章 新人工填筑土大断面隧道施工控制技术研究

4．1 数值计算原型工程简况

4．2 数值计算模型及计算参数

4．2．1 数值计算模型

4．2．2 计算参数

4．3 数值计算工况

4．4 数值计算结果

4．4．1 不同支护措施数值结果及分析

4．4．2 不同支护时机数值结果及分析

4．5 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文情况

个人简历