雙連拱公路隧道現(xiàn)場監(jiān)測與理論分析研究.pdf

1、雙連拱公路隧道現(xiàn)場監(jiān)測與理論分析研究摘要本文總結(jié)了國內(nèi)外隧道開挖效應(yīng)、圍巖和襯砌的研究方法和成果，綜述了隧道現(xiàn)場監(jiān)測的目的意義及主要內(nèi)容，概括了近幾年國內(nèi)高等級公路和高速公路上采用較多的雙連拱隧道的施工經(jīng)驗(yàn)，具體結(jié)合福(州)泉(州)高速公路相思嶺隧道的設(shè)計、施工和監(jiān)測的實(shí)際工程，通過現(xiàn)場監(jiān)測手段和有限元計算方法，從實(shí)測和理論方面，對展了較為深入的研究拱公路隧道施工過程中圍巖和襯砌的受力、變形規(guī)律開文主要進(jìn)行了以下幾方面的工作:t.介紹了

2、相思嶺隧道的工程概況，對該L.程的地質(zhì)情況、設(shè)計概況、施工方法和順序及其主要措施進(jìn)行了闡述。z.詳細(xì)的闡述了相思嶺隧道施工現(xiàn)場監(jiān)測的方法，內(nèi)容及監(jiān)測項(xiàng)目的布置形式、位置等內(nèi)容。并通過對實(shí)測數(shù)據(jù)和結(jié)果的整理、計算，對相思嶺隧道施工過程中圍巖變形(包括圍巖位移、周邊收斂、拱頂下沉和地表沉降)，以及襯砌(中隔墻)、初期支護(hù)(鋼支撐)的受力進(jìn)行了詳細(xì)的分析，一方面作為施工監(jiān)測，保證了相思嶺隧道的安全順利施工，對檢驗(yàn)設(shè)計的合理性提供了有益的參考:

3、另一方面，作為科研監(jiān)測，得到了雙連拱公路隧道施工過程中圍巖和支護(hù)系統(tǒng)的受力和變形規(guī)律，可為同類工程提供有益的借鑒。3.在實(shí)測結(jié)果的基礎(chǔ)上，應(yīng)用SAP有限元程序，根據(jù)地質(zhì)勘察資料和實(shí)測的圍巖變位情況，采用彈性本構(gòu)關(guān)系，二維平面應(yīng)變有限元模擬計算了雙連拱隧道同一斷面分步開挖和施筑二次襯砌過程中，圍巖和中墻襯砌的受力、變形特點(diǎn)。在計算中，同時考慮了施工過程中各種不良因素的影響，如中隔墻一側(cè)和二次襯砌背后的回填狀況，并就此對圍巖和襯砌的影響進(jìn)行

4、了計算分析。4.分別從隧道空間效應(yīng)，計算方法、施工因素等方面，對實(shí)測和和理論計算結(jié)果進(jìn)行了比較分析，在一定程度上取得了一致的規(guī)律，找到雙連拱隧道施工過程中，分步開挖對于圍巖應(yīng)力重新分配，以及襯砌受力，特別是中墻襯砌的受力變形等的規(guī)律。飛關(guān)鍵詞:雙連拱隧道現(xiàn)場監(jiān)測開挖效應(yīng)分步開挖中隔墻有限元方法同濟(jì)大學(xué)申請碩十學(xué)位論文第一章緒論第一章緒論1.1引言80年代以來，我國社會生產(chǎn)力和國民經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展，極大地促進(jìn)了交通墓礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，尤其是高等級

5、公路和高速公路，在全國范圍內(nèi)正方興未艾。由此對公路隧道的修建也提出了更新、更高的要求，使得修建多車道、大跨度的公路隧道成為新的發(fā)展趨勢。雙連拱隧道是目前國內(nèi)公路仁采用較多的大跨度隧道P1(雙車道大于20m氣車道達(dá)30m以上)，如廣環(huán)高速公路白云隧道(21(跨度31.51m)、萬梁高速公路金竹林隧道[111(跨度23m)京珠高速公路五龍嶺隧道(a1跨度32.52m).108國道廣元段石梯溝隧道(跨度21.8m)崔家婭隧道151和本文將要討

6、論的福泉高速公路相思嶺隧道等。由于雙連拱隧道線形順暢，引線占地面積少，空間大，利用率高，在平面線路和洞口位置的選則上均較分修隧道具有一定的優(yōu)越性，目_自由度大，因此，隨著安全標(biāo)準(zhǔn)高，單位長度造價高的高速公路的迅猛發(fā)展體71開展對雙連拱隧道的研究有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。眾所周知，隧道的開挖會破壞巖體的初始應(yīng)力狀態(tài)，發(fā)生應(yīng)力重分布，使巖體產(chǎn)生變形，并將荷載傳遞到襯砌上，其實(shí)質(zhì)是應(yīng)力路徑和相互影響問題18.9.’“，’1，因而與隧道開挖施工的

7、工序是密切相關(guān)的。對于雙連拱隧道，過去在鐵路上均要求兩側(cè)同時施工，工序同步進(jìn)行，但是對于公路隧道，由于跨度大，兩側(cè)同時開挖的工作面太大，易產(chǎn)生塌方，目由于地質(zhì)及施工方面的原因，左右洞同時進(jìn)行是困難的。因而，往往首先開挖中導(dǎo)洞，然后分別開挖左右隧洞，左右隧洞往往又要采用分部開挖等方法，這樣多次開挖對圍巖造成多次的擾動，使得巖體的應(yīng)力重分布變的尤為復(fù)雜。其次，對于二次襯砌的施筑順序，目前主要是兩種方法，其一是左右隧洞的襯砌交錯施筑，避免了后

8、續(xù)施工對先期隧洞圍巖擾動產(chǎn)生的不良影響，但易對中墻襯砌產(chǎn)生偏壓和水平推力，對中墻兩側(cè)的回填要求較高另一種方法是左右隧洞的二次襯砌同時施筑，雖然避免了中墻的不利受力情況，但對圍巖的大跨度自承能力和初期支護(hù)要求較高。因此，雙連拱隧道施工中的荷載轉(zhuǎn)換和襯砌受力是十分復(fù)雜的，從受力分析角度存在許多不利因素。當(dāng)前的設(shè)計和施工方法都還很不成熟，國內(nèi)外可借鑒的工程經(jīng)驗(yàn)較少，相應(yīng)的施工技術(shù)和方法還不完善，尤其是地質(zhì)不良地段的施工，尚處于摸索和積累經(jīng)驗(yàn)的