大斷面隧道超前預加固及開挖支護過程數(shù)值模擬研究.pdf

1、在我國，許多隧道是軟弱圍巖地段的大斷面淺埋隧道，這類隧道在施工過程中經常發(fā)生隧道塌方、冒頂?shù)仁鹿剩o隧道建設帶來很大困擾。預加固大斷面隧道施工工法能較好的解決隧道圍巖軟弱、掌子面容易失穩(wěn)等問題。隨著斷面的增大，掌子面的穩(wěn)定成為了開挖穩(wěn)定的控制性因素之一。
　　論文以FLAC3D為數(shù)值模擬手段，主要進行了以下幾個方面的工作:
　　1.總結國外大跨隧道超前預加固的研究經驗，簡要闡述了巖土控制變形分析(ADECO-RS)方法（新意

2、法）的基本理念。
　　2.通過數(shù)值模擬計算了Ⅱ～Ⅵ級圍巖條件下大斷面隧道的開挖情況，研究了相應各種情況下掌子面的變形、塑性區(qū)分布、破壞特征以及拱頂位移及地層變形情況。并模擬了隧道斷面尺寸、隧道埋深對掌子面穩(wěn)定性的影響。采用棚式支護、玻璃纖維錨桿的方法和劈裂注漿對掌子面進行加固。
　　3.在軟巖大斷面隧道開挖過程中，如果沒有初期支護以及對超前核心圍巖進行加固，只采用大管棚預加固時，其梁拱效應不明顯，超前核心圍巖的變形仍然較大，

3、掌子面不能保持穩(wěn)定。超前玻璃錨桿及注漿均能顯著提高核心土自身的強度和剛度，大大減小塑性區(qū)的深度。
　　4.提出適合的超前預加固方式。運用FLAC3D有限差分軟件，模擬經超前預加固后對掌子面變形、隧道收斂、塑性區(qū)分布、地表沉降的影響。在軟弱圍巖等不良地質條件下，通過對掌子面前方核心土進行預加固以及掌子面外的預注漿支護，可以明顯的提高核心土的強度并改善其受力情況，顯著的減少掌子面的變形和縮小塑性區(qū)范圍，減小了隧道的預收斂，提高了施工過