超大断面浅埋岩层隧道施工方案优化及稳定性评价研究

摘要

铁路是我国重要的基础运输设施，在交通体系中占有非常重要的地位。近年来由于我国经济体制的快速发展，高速铁路进入了一个快速建设时期，大断面、超大断面隧道在山岭高铁区间的使用尤为突出。超大断面隧道因其开挖跨度大，施工工序复杂，对围岩造成多次扰动，岩石和土体受力复杂，合理的开挖方法及衬砌变形受力的实时监控是确保隧道安全施工的关键。
　　本文以西安-成都铁路客运专线得利隧道建设为背景，通过理论分析、数值模拟、现场监测相结合的方法，确定了得利隧道的施工方案并对其稳定性做出了评价。
　　论文在查阅相关文献资料的基础上，分析了国内外关于大断面及超大断面隧道的研究进展，掌握了不同工况下大断面隧道围岩受力、变形、沉降之间的相互关系。针对得利隧道工程实际，初步选定两种施工方案，建立二维数值模型，对两种不同施工方案进行了数值分析计算。在二维数值计算结果的基础上，针对不同施工方法、不同步距开展了三维数值模拟分析。通过对比各工况下隧道围岩及支护结构的受力、变形、沉降，综合现场施工的经济性、时效性，对超大断面浅埋隧道进行了施工方案的优化。
　　对得利隧道施工进行了现场监测，监测内容包括：钢拱架应力监测、锚杆轴力监测、隧道围岩压力监测、围岩深部位移监测、衬砌间压力监测及隧道沉降的监测等。通过对监测数据及三维数值模拟数据的分析，对隧道的稳定性做出了评价分析。本文为得利隧道安全施工提供了理论依据，本文的研究方法可供超大断面隧道施工方案选择和稳定性评价借鉴。

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1引言

1.1 研究背景及意义

1.2 浅埋大断面隧道建设现状

1.3 大断面隧道施工方法及优化现状

1.4 隧道稳定性评价研究现状

1.5本文采取的研究内容、研究方案及技术路线

2 超大断面隧道施工方法

2.1 新奥法简介

2.2适用于大断面隧道开挖的新奥法

2.3 本章小结

3基于数值模拟的施工方案优化

3.1 工程背景

3.2 工程地质概况

3.3 初选施工方案及数值模型的建立

3.4二维数值计算结果分析

3.5不同工况下三维数值模型的建立

3.6 三维数值计算结果分析

3.7 现场施工方法简述

3.8 本章小结

4隧道围岩信息化监测

4.1本文的监测目的、内容、方法、频率及仪器设备

4.2 测试断面布置方案

4.3监测结果分析

4.4本章小结

5 得利隧道稳定性综合评价

5.1 基于围岩因素稳定性评价

5.2 得利隧道稳定性评价

5.3 本章小结

6 结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

硕士期间发表的学术论文及成果