淺埋變坡地形大跨度隧道施工圍巖擾動與控制研究.pdf

1、隧道工程由于其修建環(huán)境的復(fù)雜性，往往面臨諸多不利地形地質(zhì)條件，盡管相應(yīng)條件下的隧道圍巖大變形控制已積累了較為豐富的工程經(jīng)驗，但隧道工程在施工過程中發(fā)生的圍巖失穩(wěn)和坍塌事故表明隧道施工安全仍存在一定的不確定性因素。因此，進(jìn)一步深入研究特殊地質(zhì)地帶隧道施工過程中的圍巖擾動以及施工控制，依然十分重要。
　　論文依托南龍鐵路改造工程蔥坑隧道工程，通過分析現(xiàn)場測試試驗數(shù)據(jù)，結(jié)合隧道施工過程中相關(guān)的地層位移規(guī)律，主要研究隧道在淺埋變坡地形條件

2、下施工時地層位移發(fā)展的一般規(guī)律和特征。同時通過數(shù)值計算，旨在映證和進(jìn)一步探究淺埋變坡地形條件下隧道施工的地層位移規(guī)律和變形機(jī)理。論文主要研究結(jié)論與成果如下：
　　1．基于Peck經(jīng)驗公式和Attewell公式所闡述的地層位移規(guī)律，對蔥坑隧道的現(xiàn)場測試試驗數(shù)據(jù)整理分析表明，隧道施工過程中存在較為明顯的地層位移規(guī)律，且隧道洞內(nèi)的圍巖的擾動與隧道施工工序存在較大關(guān)聯(lián)，并在總體呈現(xiàn)“急劇變形→緩慢變形→趨于穩(wěn)定”的位移發(fā)展“三步曲”規(guī)律。

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　　2．開展了現(xiàn)場測試試驗與數(shù)值模型計算的對比分析。隧道開挖經(jīng)過淺埋變坡地段時，變形異常增大，在隧道縱向同期累計沉降分布規(guī)律中表現(xiàn)為“凸出”現(xiàn)象，數(shù)值模型計算分析表現(xiàn)出的變形特征和規(guī)律與現(xiàn)場測試試驗結(jié)果吻合較好，表明淺埋變坡地形中上覆地層是影響隧道安全施工的主要因素之一。
　　3．通過分析大跨隧道施工圍巖變形與施工控制，指出淺埋地段V級圍巖大跨隧道施工時容易發(fā)生較大的豎向和水平位移，且在隧道拱部、底部以及拱腳處容易發(fā)生應(yīng)力

4、集中現(xiàn)象，因此建議隧道開挖過程中應(yīng)及時進(jìn)行隧道支護(hù)安全加固以控制隧道變形。
　　4．初步探討了淺埋變坡地形隧道施工過程中圍巖變形機(jī)理，分析指出，隧道開挖導(dǎo)致上覆地層塑性范圍集中于中間變坡區(qū)域，變坡區(qū)域則開始受到后方土體擠壓作用，同時隧道開挖的卸荷作用在淺埋變坡段位置造成了變坡土體的應(yīng)力集中，產(chǎn)生剪切作用，此時的中間變坡土體則會處于不穩(wěn)定狀態(tài)，容易出現(xiàn)坍塌事故。同時，隧道后續(xù)施工對上覆土層的擾動因埋深淺而繼續(xù)增大，當(dāng)變坡土體所發(fā)揮的