軟弱地質(zhì)條件下單洞雙層隧道開(kāi)挖力學(xué)行為研究.pdf

1、隨著交通建設(shè)的發(fā)展,雙層隧道因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),在城市受限地段有其特有的適應(yīng)性而成為一種特殊的隧道結(jié)構(gòu)形式。由于以往對(duì)這種結(jié)構(gòu)研究較少,所以對(duì)于這種特大斷面隧道的開(kāi)挖工法和施工力學(xué)還缺乏系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和研究。本文以我國(guó)東部沿海某城市規(guī)劃建設(shè)的單洞雙層6車(chē)道隧道為背景,通過(guò)圍巖彈塑性理論分析和數(shù)值模擬,重點(diǎn)對(duì)單洞雙層隧道的二次襯砌力學(xué)行為、開(kāi)挖方案、施工力學(xué)行為、錨樁和支護(hù)參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行研究。主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:
　　 ①系統(tǒng)地論述了國(guó)

2、內(nèi)外單洞雙層隧道的建設(shè)狀況和采用的多種施工方法及其有關(guān)數(shù)值分析的研究成果,探討了常用施工方法的基本原理、施工要點(diǎn)及適用范疇。
　　 ②對(duì)雙層隧道所受荷載進(jìn)行了分類(lèi),并進(jìn)行了荷載效應(yīng)組合,建立了二次襯砌的力學(xué)模型。采用荷載結(jié)構(gòu)法對(duì)二次襯砌的力學(xué)行為和受力特征進(jìn)行了有限元分析,找到了結(jié)構(gòu)受力的薄弱部位。
　　 ③分析了現(xiàn)有特大斷面公路隧道使用較多的雙側(cè)壁導(dǎo)坑法和日本修建青梅隧道使用的多臺(tái)階開(kāi)挖上部襯砌先行工法的優(yōu)缺點(diǎn),創(chuàng)造性

3、的提出了上下層雙側(cè)壁開(kāi)挖上部襯砌先行工法,分別對(duì)以上三種隧道開(kāi)挖工法進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析比較了其位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、塑性區(qū)、初期支護(hù)內(nèi)力、二次襯砌應(yīng)力。
　　 ④針對(duì)上下層雙側(cè)壁開(kāi)挖上部襯砌先行工法的錨樁參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究,分別對(duì)樁長(zhǎng)、樁徑、打設(shè)角度三個(gè)參數(shù)在位移、圍巖應(yīng)力和錨樁應(yīng)力三個(gè)方面進(jìn)行了比較分析,優(yōu)化了錨樁的設(shè)計(jì)參數(shù)。
　　 ⑤針對(duì)上下層雙側(cè)壁開(kāi)挖上部襯砌先行工法進(jìn)行了施工力學(xué)行為研究,找出了最不利施工步,針對(duì)隧道

4、的支護(hù)參數(shù),對(duì)地層注漿范圍和兩層噴射混凝土厚度的分配進(jìn)行了優(yōu)化研究。
　　 ⑥以廈門(mén)東坪山地下立交工程為依托,對(duì)互通式地下立交下穿段進(jìn)行了三維有限元模擬,得出了圍巖在施工過(guò)程中的力學(xué)行為;對(duì)非對(duì)稱(chēng)無(wú)中墻連拱隧道初期支護(hù)搭接點(diǎn)位置進(jìn)行了優(yōu)化分析,找出了最優(yōu)搭接位置;對(duì)大跨擴(kuò)建段進(jìn)行了二維擴(kuò)挖力學(xué)行為分析,與薪建隧道進(jìn)行了相應(yīng)比較。
　　 上下層雙側(cè)壁開(kāi)挖上部襯砌先行工法是單洞雙層隧道施工的叉一新工法,該工法主要針對(duì)在軟土地