大斷面連拱隧道中墻厚度及支護(hù)參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、大斷面連拱隧道作為一種新興的隧道形式，不同于普通的連拱隧道。中隔墻是連拱隧道的重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件，中隔墻的厚度是關(guān)系到隧道整體穩(wěn)定與工程造價(jià)的重要參數(shù)，支護(hù)參數(shù)對(duì)此也有重要影響，而目前國內(nèi)在建和擬建的連拱隧道普遍存在總體支護(hù)體系過強(qiáng)，而局部位置又相對(duì)較弱、襯砌產(chǎn)生大面積裂痕、襯砌接頭處嚴(yán)重漏水、進(jìn)出口淺埋段及高級(jí)別圍巖段工程造價(jià)過高等問題，因此對(duì)連拱隧道的中墻厚度和支護(hù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究就顯得十分必要。本文以廣賀高速公路雙洞六車道連拱隧道－護(hù)坑

2、隧道為依托工程，主要作了以下一些研究工作：
　?、傧到y(tǒng)介紹了護(hù)坑隧道隧址區(qū)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，據(jù)此給出了隧道圍巖的分級(jí)情況，并對(duì)隧道的斷面設(shè)計(jì)、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工方法等作了簡要的介紹。
　?、诮榻B了公路連拱隧道監(jiān)控量測(cè)的目的和基本要求以及護(hù)坑隧道監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目、方法和斷面布置等情況，在此基礎(chǔ)上對(duì)護(hù)坑隧道中導(dǎo)洞Ⅴ級(jí)圍巖段兩個(gè)量測(cè)斷面的拱頂下沉和周邊收斂監(jiān)控量測(cè)資料進(jìn)行了整理，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。
　?、坳U述了

3、有限元法模擬地下工程的基本原理，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用大型通用有限元軟件ADINA，以Ⅴ級(jí)圍巖為例，對(duì)曲中墻厚度分別為2.2m（設(shè)計(jì)值）和1.34m（優(yōu)化值）兩種情況進(jìn)行施工過程的大變形非線性有限元模擬分析，并與中導(dǎo)洞的位移監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明：
　　1）中導(dǎo)洞的拱頂下沉及周邊收斂的模擬結(jié)果與監(jiān)測(cè)結(jié)果基本一致，由此可以說明有限元模擬中所采用的本構(gòu)模型和所取用的圍巖物理力學(xué)參數(shù)是較為合理的。
　　2）在圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)和曲中墻的

4、應(yīng)力、位移極值，錨桿的軸力極值，以及圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的應(yīng)力、位移特征方面，曲中墻厚度為2.2m時(shí)沒有明顯優(yōu)勢(shì)，而在中隔墻關(guān)鍵部位的應(yīng)力和位移特征方面，曲中墻厚度為2.2m時(shí)有一定的優(yōu)勢(shì)，但優(yōu)勢(shì)不大。因此，曲中墻厚度取為1.34m是可行的。
　?、茉谥袎穸葍?yōu)化的基礎(chǔ)上，對(duì)Ⅴ級(jí)圍巖條件下的支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析，結(jié)果表明：在圍巖、曲中墻的應(yīng)力、位移極值和關(guān)鍵部位應(yīng)力、位移特征方面，原設(shè)計(jì)的支護(hù)參數(shù)有一定的優(yōu)勢(shì)，但優(yōu)勢(shì)不大；