破碎片麻巖三車道公路隧道施工方法研究.pdf

1、近年來我國交通事業(yè)迅猛發(fā)展,大斷面隧道如雨后春筍般迅速增長,相對應的施工問題也越來越多,如何選擇最優(yōu)的施工方法是我們當前面臨的首要問題,技術的進步是保證施工安全、優(yōu)化設計、降低工程成本的關鍵因素。
　　蘭州市九州隧道是處于片麻巖地段的三車道公路隧道,最大開挖跨度15.83m,最大開挖高度10.57m。本文結合九州隧道工程,對大斷面公路隧道的施工方法做進一步的研究。
　　研究內容與方法:
　　(1)以隧道圍巖變形及支護結

2、構力學監(jiān)測為基礎,采用非線性擬合方法分析九州隧道工程變化規(guī)律,并通過繪制應力及位移時程曲線,得出隧道支護結構受力的變化規(guī)律。
　　(2)以甘肅省蘭州市九州隧道為背景,建立力學計算模型,采用midas GTS進行數(shù)值模擬,將計算結果(拱頂?shù)某两?、凈空水平位移、圍巖與襯砌的受力及圍巖與襯砌的內力和變形)與施工過程的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析對比,驗證數(shù)值模擬的科學性,為隧道施工時的安全提供重要的技術支撐和理論保障,并為隧道設計階段參數(shù)的優(yōu)化

3、提供了可靠的技術支撐。
　　(3)模擬不同的開挖方法:兩臺階五步開挖、三臺階七步開挖、上臺階CD法,分析各開挖方法圍巖及支護結構的變形與應力,結合各不同開挖方法的實際成本進行對比分析,利用價值工程原理優(yōu)選開挖方法。
　　研究成果:
　　(1)實測分析得到采用三臺階七步開挖破碎片麻巖隧道隨時間變化規(guī)律:觀測斷面周邊關鍵點位置的位移、圍巖的壓力、鋼拱架的應力、錨桿軸力以及襯砌應力等均出現(xiàn)了嚴重的不對稱現(xiàn)場,主要是由于該斷面

4、埋深較淺,受到左線刷坡施工的影響較大。
　　(2)通過三維模擬對比分析,對于破碎片麻巖隧道,采用上臺階 CD法可以減小圍巖及支護結構的變形及受力,最大沉降發(fā)生在拱頂處,為1.02cm,鋼拱架的最大應力發(fā)生在右拱肩處,為-72.6MPa;噴混凝土的最大壓應力發(fā)生在左拱腰處,為-12.0 MPa;右最大跨部位出現(xiàn)圍巖壓力最大值,其值為319.6KPa。
　　(3)兩臺階五步開挖的成本為6407.7元/米、三臺階七步開挖的成本為7