大斷面黃土隧道開挖過程的地層響應(yīng)及施工方法研究.pdf

1、鄭州至西安的客運(yùn)專線為國(guó)內(nèi)首批擬建的高速客運(yùn)專線，該線位于中國(guó)黃土分布的中心地帶，全線穿過黃土段的隧道累計(jì)里程長(zhǎng)達(dá)65km。該線隧道均為雙線隧道，開挖面積達(dá)174m<'2>，是目前國(guó)內(nèi)開挖斷面最大的黃土隧道。 通過對(duì)有關(guān)文獻(xiàn)的分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)外學(xué)者雖然對(duì)黃土進(jìn)行了大量的研究工作，但大多是從地質(zhì)的角度對(duì)黃土的形式、發(fā)育規(guī)律、特點(diǎn)以及形成條件等基礎(chǔ)理論方面進(jìn)行一般性研究，針對(duì)實(shí)際工程的研究成果尚不系統(tǒng)、深入，對(duì)黃土隧道施工技術(shù)的研

2、究，特別是在復(fù)雜條件下對(duì)超大斷面黃土隧道修建技術(shù)的研究尚不多見，可供借鑒的成熟施工經(jīng)驗(yàn)也較少，因此，已有成果難以有針對(duì)性地指導(dǎo)鄭西線的設(shè)計(jì)和施工。 本文在綜合分析國(guó)內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)黃土隧道不同施工方法的初期支護(hù)三維力學(xué)性能進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，評(píng)價(jià)了不同工法的優(yōu)劣性，并結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)作者參與設(shè)計(jì)的鄭西線鞏義隧道進(jìn)行了施工過程地層響應(yīng)分析，主要取得的研究成果如下： (1)采用三維彈塑性模型數(shù)值計(jì)算軟件，模擬計(jì)算弧形

3、導(dǎo)坑法、CD法、CRD法施工過程，進(jìn)行各施工階段黃土地層與支護(hù)的靜力計(jì)算，分析圍巖和支護(hù)體系的應(yīng)力場(chǎng)與位移場(chǎng)，對(duì)支護(hù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)選最佳施工方案，對(duì)設(shè)計(jì)和施工提出指導(dǎo)性建議。 (2)結(jié)合鞏義隧道的實(shí)際情況，研究了鞏義隧道下穿310國(guó)道段的施工方法及主要施工控制措施；并以有限元理論為基礎(chǔ)，對(duì)隧道開挖的影響范圍及黃土地層響應(yīng)作出較精確的分析，并分析了不同工程措施(輔助施工措施、注漿部位、注漿半徑、噴混凝土厚度)對(duì)地層變位的控制效果