隧道超前小導管作用機理及影響因素分析.pdf

1、超前小導管注漿法是一種超前預支護技術(shù)，在隧道穿越淺埋、軟弱破碎地層等不良地段的施工過程中發(fā)揮了重要作用。超前小導管注漿法特別適用于小洞室的超前支護和在處理塌方施工中應用。本論文主要就山嶺隧道開挖過程中超前小導管作用機理和影響因素進行研究，主要研究內(nèi)容和研究成果如下：
　　 1.以濟（源）邵（原）高速公路王坑隧道淺埋段為工程背景，建立有超前小導管支護和無超前小導管超前支護兩種工況下隧道三維有限元計算模型，并利用現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)對建立的

2、有限元計算模型進行驗證。結(jié)果表明本文所建立的隧道三維有限元計算模型是合理的，能夠基于該模型分析超前小導管的作用機理及主要影響因素。
　　 2.利用建立的兩種工況下的隧道三維有限元模型進行隧道開挖模擬計算，以研究超前小導管的作用機理并得出以下結(jié)論：
　　 （1）小導管在超前支護中主要起到荷載傳遞的作用。超前小導管的存在，改變了掌子面和襯砌的荷載和應力的分布，將隧道開挖釋放的荷載向前傳遞給掌子面前方的圍巖，向后傳遞給初支，使

3、得掌子面所承受的荷載減少，而襯砌所承受的荷載增加。
　　 （2）超前小導管的存在，不僅使掌子面上承受的開挖釋放荷載減小，豎向位移減小，而且在縱向?qū)φ谱用嫫鸬搅艘欢ǖ募s束作用，使掌子面縱向位移減小，穩(wěn)定性增強，防止塌方事故的發(fā)生，有利于隧道的安全施工。
　　 3.在以上研究的基礎(chǔ)上，進一步探討小導管分布范圍、小導管管徑、開挖步長、初支彈性模量等因素對超前小導管作用效果的影響，得出以下結(jié)論：
　　 （1）超前小導管的

4、環(huán)向分布范圍對掌子面拱頂和拱腰的受力影響較大，而對起拱線的受力影響很小。
　　 （2）超前小導管管徑的變化對掌子面的豎向荷載和位移的變化影響較小，增大管徑并不能有效改善掌子面的受力。
　　 （3）在隧道開挖過程中，開挖步長對隧道掌子面的荷載、水平位移、豎向應力、水平應力都有較大的影響。
　　 （4）初支模量的增加對超前小導管的荷載傳遞作用非常有效。
　　 本文在理論分析及模型驗證研究了隧道超前小導管作用機