蘭州地鐵大斷面黃土隧道淺埋暗挖法施工力學(xué)特性研究.pdf

1、由于黃土地層性狀復(fù)雜，不同地區(qū)隧道所處黃土地層，黃土成因及類型，含水量，濕陷性等各異，相關(guān)工程力學(xué)指標(biāo)和工程特性差異較大。黃土地鐵隧道淺埋暗挖法不論從設(shè)計還是施工方面均缺乏經(jīng)驗與理論指導(dǎo)，因此選定蘭州地鐵大斷面黃土隧道淺埋暗挖法施工力學(xué)特性研究這一課題，深入分析了不同施工方案的初期支護(hù)、圍巖受力規(guī)律以及在隧道開挖過程中隧道洞室周邊的位移情況，以期為復(fù)雜條件下黃土地區(qū)城市地鐵隧道工程的設(shè)計和施工提供理論依據(jù)和指導(dǎo)作用。
　　本文以蘭

2、州城市軌道交通1號線一期工程為背景，針對上述問題進(jìn)行了深入研究，結(jié)合近年來國內(nèi)外淺埋隧道領(lǐng)域取得的研究成果，借助FLAC3D軟件建立三維模型，模擬蘭州地鐵的開挖支護(hù)過程，對雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的三種不同施工方案，即四步開挖上導(dǎo)超前5m，四步開挖上導(dǎo)超前10m，六步開挖上導(dǎo)超前5m，從不同超前導(dǎo)坑長度以及不同施工步數(shù)方面，分別進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過三種施工方案的對比分析，得出如下結(jié)論：
　?。?）從四步開挖上導(dǎo)超前10m方案可以看出上導(dǎo)超前長

3、度影響初期支護(hù)受力狀態(tài)。在施工過程中，上導(dǎo)超前長度增大會使初期支護(hù)局部在水平方向出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，最大拉應(yīng)力為2.41MPa，超過《地鐵設(shè)計規(guī)范》中噴射混凝土抗拉強度1.3MPa，影響結(jié)構(gòu)安全。因此，在大斷面黃土隧道開挖支護(hù)過程中，建議控制導(dǎo)坑的超前距離。
　?。?）比較三種方案，六步開挖上導(dǎo)超前5m引起的地表和拱頂沉降最小，并且施工步造成的最大沉降量及沉降比例最小。因此，在大斷面黃土隧道開挖支護(hù)過程中，增加施工步和減小超前導(dǎo)坑超

4、前距離能夠有效地控制地表沉降和拱頂沉降。
　?。?）監(jiān)測斷面初期支護(hù)封閉成環(huán)后，三種方案的每步地表沉降和拱頂沉降比例都迅速減小，隨后逐漸趨于穩(wěn)定。建議及時對開挖斷面的初期支護(hù)進(jìn)行封閉能夠有效地控制沉降。
　?。?）六步開挖上導(dǎo)超前5m方案在兩個凈空收斂監(jiān)測斷面監(jiān)測值均為最小。因此，在大斷面黃土隧道開挖支護(hù)過程中，增加施工步和減小超前導(dǎo)坑超前距離能夠有效地控制凈空收斂。
　?。?）六步開挖上導(dǎo)超前5m方案引起的拱底最大隆