螺旋隧道開挖方法及設(shè)計參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、隧道建設(shè)受到地形、地質(zhì)等條件限制，利用自然展線或長大隧道都無法克服線路控制點間的高差時，螺旋隧道具有更好的線形條件和滿足線形指標的潛能，越來越受到重視。但螺旋隧道的應(yīng)用還比較少，需要進行深入研究。本文基于重慶市渝中區(qū)大化路螺旋隧道這一工程背景，采用有限元方法，對螺旋隧道的線形曲率、開挖方法、左右線工作面間距、施工監(jiān)測等方面進行了詳細的研究，主要的研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　?、俅_定了螺旋隧道最佳曲線半徑。螺旋隧道隨著線形半徑的減小表現(xiàn)

2、出以下規(guī)律:圍巖受力越來越差;圍巖塑性區(qū)由無到有，塑性區(qū)面積不斷增大;隧道襯砌表現(xiàn)出的不對稱變形越來越明顯，初支體系受力增大。當受條件所限必須采用螺旋隧道形式時，建議結(jié)合地形條件盡量選取較大的線形半徑，使線形相對平緩。
　?、诖_定了合理的開挖方法。通過對全斷面法、臺階法、CD法三種工法下螺旋隧道受力及變形分析可得:開挖過程中，圍巖及初支結(jié)構(gòu)的變形在三種工法下近似，且均沒有出現(xiàn)塑性區(qū)，其中CD法下圍巖及初支結(jié)構(gòu)的變形略小，體現(xiàn)出一定

3、的控制圍巖變形的能力;從初支結(jié)構(gòu)受力情況得出三種工法從優(yōu)到差的順序依次是CD法、臺階法、全斷面法?？紤]到螺旋隧道的受力不對稱性，應(yīng)選用變形較為平緩的施工方法，避免急促變形的出現(xiàn)，以免引起圍巖失穩(wěn)。
　?、鄞_定了隧道左右線施工開挖面的安全間距。左右線施工間距對圍巖及初支結(jié)構(gòu)最終的累計變形及受力影響較小。但是，圍巖及初支結(jié)構(gòu)在變形過程中受到的影響較大，當左右線施工間距為5m時，隧道變形過程有波動，這是由于左右洞之間的相互影響導致。隨著