城市大跨小凈距隧道原位擴建工程施工力學(xué)分析.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的不斷增長，交通運輸需求的日益提高，針對原有路橋修建的雙向四車道隧道已不能滿足交通運輸?shù)男枨?。在國?nèi)一些大中型城市里，擁堵的交通運輸問題日益嚴峻，隧道改擴建技術(shù)探討已成為巖土工程領(lǐng)域新起的研究課題。本文根據(jù)已完工的重慶機場路渝州隧道改擴建工程的技術(shù)資料，對城市大跨度、小凈距隧道的改擴建工程施工方法、圍巖和支護結(jié)構(gòu)力學(xué)特性進行了施工力學(xué)分析，主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　 ①綜合分析渝州隧道自然地理條件、交通需求和近接

2、施工影響因素，指出重慶機場路渝州隧道改擴建工程選擇隧道原位擴建中單側(cè)擴建型式的必要性。
　　 ②根據(jù)渝州隧道的水文、地質(zhì)情況，結(jié)合地勘報告、公路隧道設(shè)計規(guī)范和已有工程經(jīng)驗，選取合理的圍巖物理力學(xué)參數(shù)，并利用MIDAS/GTS有限元分析軟件進行了三維數(shù)值模擬。對比渝州隧道改擴建工程的監(jiān)測資料和有限元三維數(shù)值模擬結(jié)果，論證了渝州隧道原位擴建工程進行數(shù)值模擬時采用MIDAS/GTS有限元分析軟件的可行性。
　　 ⑧本文從11個

3、監(jiān)測段模型中，選取四個具有代表性監(jiān)測段模型中的測點斷面進行施工力學(xué)性能分析，并總結(jié)近十年圍巖穩(wěn)定性的判別方法，選取了較為成熟的屈服接近度指標。根據(jù)圍巖豎向位移、圍巖等效應(yīng)力、屈服接近度、各種主、剪應(yīng)力及錨桿的最大軸應(yīng)力等力學(xué)指標，指出隧道擴挖過程中的圍巖和初期支護的力學(xué)特點。同時，在隧道擴挖施工中隨施工步的進行得出圍巖穩(wěn)定、噴射混凝土設(shè)計參數(shù)經(jīng)濟、合理和錨桿長度可進行優(yōu)化設(shè)計的結(jié)論。
　　 ④本文對四個具有代表性的監(jiān)測段建立不同

4、錨桿長度下的三維有限元模型，并進行了錨桿長度優(yōu)化分析。通過分析在不同錨桿長度下，圍巖位移、應(yīng)力、屈服接近度和錨桿本身應(yīng)力的特征，得到了渝州隧道錨桿長度設(shè)計偏于保守，其優(yōu)化長度為3.0m的結(jié)論。
　　 ⑤從對既有隧道結(jié)構(gòu)體系破壞程度的角度，根據(jù)現(xiàn)有城市大跨小凈距隧道改擴建的施工方案和已有的研究結(jié)果，對Ⅳ級和V級圍巖條件下，采用臺階法、層層剝離法和回填法進行隧道擴挖施工進行了二維數(shù)值模擬。由于回填法對既有隧道結(jié)構(gòu)體系破壞程度最小，故