隧道下穿高速公路時超長大管棚支護(hù)技術(shù)及其變形規(guī)律研究.pdf

1、管棚超前預(yù)支護(hù)技術(shù)能夠有效的限制地面沉陷,保持地層處于穩(wěn)定狀態(tài)。為了有效地解決在高速公路下大跨度、超淺埋、高地下水位隧道的開挖問題,采用管棚超前預(yù)支護(hù)技術(shù)作為隧道開挖的輔助工法。本文以晉祠隧道下穿高速公路段的工程實例作為依據(jù),運用彈性地基梁理論分析了管棚的受力和變形;在隧道施工過程中進(jìn)行了大量的現(xiàn)場測試,包括:管棚的撓度變形和受力、地表沉降和特殊斷面的受力等;采用三維有限差分軟件(FLAC3D)模擬了管棚與隧道開挖的相互作用。在理論分析

2、、現(xiàn)場測試、數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,提出了一些設(shè)計和施工建議。主要研究如下:
　　(1)以晉祠隧道作為工程實例,運用雙參數(shù)彈性地基梁(Pasternak)模型計算隧道開挖條件下的管棚的撓度曲線和受力特性,計算結(jié)果與實測值吻合較好。并對不同埋深和不同管徑鋼管的撓度曲線和受力曲線進(jìn)行了比較,提出一些建議。
　　(2)對晉祠隧道進(jìn)行了詳細(xì)的現(xiàn)場測試,采用60m長水平測斜管和鋼筋計對管棚的撓度變形和受力進(jìn)行了測試,根據(jù)現(xiàn)場測試的結(jié)果分析了

3、管棚在隧道開挖過程中的作用機(jī)理。
　　(3)采用三維有限差分軟件(FLAC3D)對晉祠隧道開挖與管棚的相互作用進(jìn)行模擬,計算中采用殼單元模擬管棚。同時對不設(shè)管棚情況下隧道的施工過程進(jìn)行了模擬,對比兩種計算結(jié)果,分析了開挖過程中隧道圍巖的變形特征,對管棚的支護(hù)效果進(jìn)行了評價。
　　(4)本文通過對管棚超前支護(hù)技術(shù)的理論分析、現(xiàn)場測試、數(shù)值模擬等三方面的較為詳細(xì)的研究,得出了隧道開挖過程中管棚的變形特征和加固機(jī)理,為以后管棚超前