大跨水工导流洞施工技术研究

摘要

随着大跨度隧道建设的不断涌现，所遇到的问题也越来越多，比如现行的设计与施工规范已经不能满足大跨度隧道设计与施工的需要了，但国内外有关的研究成果并不多，可借鉴的设计与施工经验较少，大跨度隧道的设计与施工带有一定的盲目性。因此，如何进一步提高大跨度隧道的设计与施工质量，是目前急需解决的问题。解决这问题的关键是要对大跨度隧道的开挖与支护过程进行研究，获取大跨度隧道在不同的施工方法过程中隧道围岩与支护体系的力学性状信息，为大跨度隧道设计与施工提供依据和指导。为此本论文进行大跨度隧道合理施工方法的研究并进行了相关的数值模拟，该研究不仅具有理论价值，而且具有重要的工程意义。论文主要包括以下几个部分： L本论文在前入的研究成果的基础上，研究了隧道中的若干重要因素。工程重要性；大跨隧道所处工程地质和水文地质条件；施工安全等对施工方法的选择具有决定性的影响； 2.研究了岩土体材料的力学特征，介绍了岩土体的弹塑性理论以及岩土体静力本构模型，通过弹塑性增量本构关系建立了地下工程动态施工的数值模型，为本文的后续工作打下基础； 3.利用大型岩土工程数值模拟软件 Plaxis3dTunnel对大跨隧道动态施工进行了数值模拟，分析了不同地质水文条件和不同施工方法对隧道结构以及围岩稳定性的影响，得到了对大跨隧道施工安全的有益结论； 4.清江水布垭导流洞具有复杂的工程环境，考虑工程各种不利因素确定采用台阶法施工，并对隧洞施工进行了数值模拟。实践与理论结果证明，台阶法在克服软弱围岩、浅埋、大跨度的不利因素下取得了成功。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1隧道(洞)发展简史

1.2水工隧洞施工的特点

1.3问题的提出

1.4大跨度(大断面)隧道(洞)课题的研究现状

1.4.1大跨度(大断面)隧道(洞)的发展

1.4.2大跨度(大断面)隧道(洞)课题的研究现状

1.4.3大跨度(大断面)水工隧洞稳定分析方法研究现状

1.5本文研究的主要内容

第2章大跨水工隧洞施工方法研究

2.1大跨水工隧洞施工的基本工法

2.2大跨水工隧洞适用施工方法分析

2.2.1大跨(大断面)隧道的基本施工方法

2.2.2大跨(大断面)隧道（洞）的辅助施工方法

2.2.3大跨隧道施工方法的评述

2.2.4大跨隧道施工方法的选择及新技术开发

2.3本章小结

第3章水工隧道施工弹塑性有限元法模拟基本原理

3.1有限元法基本思想

3.2岩土体弹塑性有限元分析

3.3接触单元理论及有限元分析

3.4隧道开挖基本理论

3.4.1隧道开挖机理分析

3.4.2卸载效应

3.4.3解除约束效应

3.4.4开挖效应

3.5本章小结

第4章大跨水工隧洞围岩与支护结构力学特征分析

4.1基本概念

4.2围岩与支护结构的相互作用

4.2.1围岩的支护需求曲线

4.2.2支护结构的补给曲线(支护特性曲线)

4.2.3围岩与支护结构准静力平衡状态的建立

4.3开挖方法对大跨隧道力学特征的影响

4.4本章小结

第5章水布垭导流洞施工技术研究和实践

5.1工程概况

5.1.1工程概况

5.1.2水文气象条件

5.1.3工程水文地质概况

5.1.4工程地质条件

5.2开挖方案的确定

5.3监控量测

5.3.1监控量测项目

5.3.2施工监控量测

5.4导流隧洞施工数值模拟

5.4.1数值模型的建立

5.4.2计算结果及分析

5.4.3数值模拟与实际对比及施工中的运用

5.5本章小结

结论

致谢

参考文献

本人工作简历