破碎片麻巖三車(chē)道公路隧道施工方法研究.pdf

1、近年來(lái)我國(guó)交通事業(yè)迅猛發(fā)展,大斷面隧道如雨后春筍般迅速增長(zhǎng),相對(duì)應(yīng)的施工問(wèn)題也越來(lái)越多,如何選擇最優(yōu)的施工方法是我們當(dāng)前面臨的首要問(wèn)題,技術(shù)的進(jìn)步是保證施工安全、優(yōu)化設(shè)計(jì)、降低工程成本的關(guān)鍵因素。
　　蘭州市九州隧道是處于片麻巖地段的三車(chē)道公路隧道,最大開(kāi)挖跨度15.83m,最大開(kāi)挖高度10.57m。本文結(jié)合九州隧道工程,對(duì)大斷面公路隧道的施工方法做進(jìn)一步的研究。
　　研究?jī)?nèi)容與方法:
　　(1)以隧道圍巖變形及支護(hù)結(jié)

2、構(gòu)力學(xué)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ),采用非線性擬合方法分析九州隧道工程變化規(guī)律,并通過(guò)繪制應(yīng)力及位移時(shí)程曲線,得出隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力的變化規(guī)律。
　　(2)以甘肅省蘭州市九州隧道為背景,建立力學(xué)計(jì)算模型,采用midas GTS進(jìn)行數(shù)值模擬,將計(jì)算結(jié)果(拱頂?shù)某两?、凈空水平位移、圍巖與襯砌的受力及圍巖與襯砌的內(nèi)力和變形)與施工過(guò)程的實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比,驗(yàn)證數(shù)值模擬的科學(xué)性,為隧道施工時(shí)的安全提供重要的技術(shù)支撐和理論保障,并為隧道設(shè)計(jì)階段參數(shù)的優(yōu)化

3、提供了可靠的技術(shù)支撐。
　　(3)模擬不同的開(kāi)挖方法:兩臺(tái)階五步開(kāi)挖、三臺(tái)階七步開(kāi)挖、上臺(tái)階CD法,分析各開(kāi)挖方法圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形與應(yīng)力,結(jié)合各不同開(kāi)挖方法的實(shí)際成本進(jìn)行對(duì)比分析,利用價(jià)值工程原理優(yōu)選開(kāi)挖方法。
　　研究成果:
　　(1)實(shí)測(cè)分析得到采用三臺(tái)階七步開(kāi)挖破碎片麻巖隧道隨時(shí)間變化規(guī)律:觀測(cè)斷面周邊關(guān)鍵點(diǎn)位置的位移、圍巖的壓力、鋼拱架的應(yīng)力、錨桿軸力以及襯砌應(yīng)力等均出現(xiàn)了嚴(yán)重的不對(duì)稱現(xiàn)場(chǎng),主要是由于該斷面

4、埋深較淺,受到左線刷坡施工的影響較大。
　　(2)通過(guò)三維模擬對(duì)比分析,對(duì)于破碎片麻巖隧道,采用上臺(tái)階 CD法可以減小圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形及受力,最大沉降發(fā)生在拱頂處,為1.02cm,鋼拱架的最大應(yīng)力發(fā)生在右拱肩處,為-72.6MPa;噴混凝土的最大壓應(yīng)力發(fā)生在左拱腰處,為-12.0 MPa;右最大跨部位出現(xiàn)圍巖壓力最大值,其值為319.6KPa。
　　(3)兩臺(tái)階五步開(kāi)挖的成本為6407.7元/米、三臺(tái)階七步開(kāi)挖的成本為7