高速公路三车道大断面隧道施工围岩稳定性研究

发布时间：2020-08-20 20:46

【摘要】：这些年来,国家的整体发展水平处于世界第一梯队,带动我国公路交通建设也飞速发展,公路等级不断提高;目前,整个国家高速公路建成运营的已经大于13万公里,包括大断面在内的各类公路隧道数量也在不断地增加,大断面隧道成了我国公路隧道的一个重要组成部分,因此,进行大断面隧道的施工围岩稳定性研究,既有理论的研究意义,研究的结果还可以用于指导工程实践,提高工程建设的安全性,加快建设的进度,节省一部分工程投资。本文通过云南省KS高速公路的小团山和阳宗隧道的工程实践,开展这2座三车道大断面隧道的施工围岩稳定性研究;主要的研究内容有:大断面隧道施工地质的跟踪调查与围岩块体稳定性分析、大断面隧道施工监控量测与反馈分析综合研究、大断面隧道施工动态过程数值模拟分析研究等,取得的主要成果与结论如下所列:首先通过现场施工地质跟踪调查与监测分析,查明了影响KS高速公路小团山和阳宗隧道这2个大断面隧道围岩块体稳定性的主要节理裂隙发育特点;然后采用应用软件,分析这2个隧道典型洞段的隧道围岩块体稳定性;通过三车道大断面隧道施工监控量测及其数据资料的系统归纳分析研究,绘制得到小团山和阳宗这2个大断面隧道的围岩变形位移和时间特征曲线变化图,得出它们所经历的变形阶段、变化速率、趋稳时间与最终演变态势等均呈现出一定的规律性;详细研究表明,影响隧道围岩变形的主要因素不少,主要的有围岩级别、岩体类型结构、开挖方法与支护办法等;同时采用隧道位移反分析智能化商业软件(BMP90),反分析了阳宗隧道和小团山隧道的多个必测断面,取得了一批有价值的围岩物理力学参数值,从而为动态数值模拟分析提供了有利的依据。通过开展以上工作,分析得出的监测数据,及时地否定了阳宗隧道原地勘和施工图设计报告中将二叠系峨嵋山玄武岩(P2β)与下伏阳新灰岩(P1y)之间划定为断层(带)接触的错误认识,认定它们之间系正常的喷发(溢)接触关系,并对其岩性分界线位置作了正确的预测。这一研究成果为施工有关各方所采用,并在随后的工程施工实践中得到证实;其所产生的直接效益是使隧道上、下行线相应洞段由原设计的V级围岩变更为Ⅳ级围岩,变更总长度达347m;同时,通过小团山、阳宗隧道不同开挖方法下动态施工过程的数值模拟对比分析得出结论:在保障施工安全的前提下,虽然设计单位推荐的CD工法在控制围岩应力分布、围岩变形特征、塑性区发展演变等方面与七步工法相比较而言能显示出一定的优越性,但是在实际可操作性、施工工序与工艺、施工进度保障和施工成本等方面七步工法也具有明显的优点,故数值模拟分析印证了实际施工中采用七步工法是完全可行的,这为施工方法的合理选定提供了相关依据。通过以上研究以及得出的研究结论,为类似项目确定正确且符合实际的施工方法和工程措施,加快施工进度和节省建设投资提供了一些参考。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U451.2;U456.3
【图文】：

重庆交通大学硕士学位论文车道大断面隧道的施工围岩稳定性研究，其主要研究内容包含：大断面隧道施地质跟踪调查与围岩块体稳定性分析、大断面隧道施工监控量测与反馈分析综研究、大断面隧道施工动态过程的数值模拟分析研究等。本文依托工程的三车隧道限界高 5m、宽 13.76m，挖掘的洞段面积大多超过 100m2；属于隧道面大，围岩地质条件复杂的项目，主要为Ⅳ、Ⅴ级围岩（即大体分别相于原旧规范的Ⅲ类、Ⅱ类围岩），所以施工难度很大。本文选题针对依托程 隧道断面大、围岩地质条件较差，岩石破碎、节理裂隙较为发育，地水较多，隧道施工与支护衬砌结构受力状态较为复杂 的特点开展相关研工作，其主要研究技术路线如下框图所示（图 1-1）。

状为 315°∠65°～75°，属构造节理，裂面较为平直，延润或滴水，同组节理间距 30～40cm；状为 20°∠65°，属构造节理，裂面起伏粗糙，闭合性较cm，延长一般大于 15m；状为 115°～125°∠35°～45°，属构造节理，裂面起伏粗糙节理间距 30～50cm，延长大于 8m；状为 350°∠70°，属构造节理，裂面较为平直，闭合性较距 15～70cm，延长大于 6m。上行线围岩以 1、2、3 三组节理最为发育(图 2-2)，而节理最为发育(图 2-3)，两者在发育分布特征方面稍有差

1）组：产状为 315°∠65°～75°，属构造节理，裂面较为平直，延长大于 16m，局部微张、湿润或滴水，同组节理间距 30～40cm；2）组：产状为 20°∠65°，属构造节理，裂面起伏粗糙，闭合性较好，同组节理间距 20～30cm，延长一般大于 15m；3）组：产状为 115°～125°∠35°～45°，属构造节理，裂面起伏粗糙，闭合性较好、干燥，同组节理间距 30～50cm，延长大于 8m；4）组：产状为 350°∠70°，属构造节理，裂面较为平直，闭合性较差、经常渗水，同组节理间距 15～70cm，延长大于 6m。小团山隧道上行线围岩以 1、2、3 三组节理最为发育(图 2-2)，而下行线围岩则以2、3、4 组节理最为发育(图 2-3)，两者在发育分布特征方面稍有差异。图 2-1 小团山隧道围岩节理裂隙统计极密图 (下半球投影，下同)

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 方前程;商丽;赵莹;商拥辉;;基于不同本构模型的复杂地层大断面隧道开挖稳定性分析[J];城市轨道交通研究;2017年04期

2 关振长;罗志彬;徐遒;陈仁春;耿萍;;基于振动台模型试验的特大断面隧道地震动态响应研究[J];工程地质学报;2017年03期

3 来井孝;朱旭阳;;大断面隧道破裂段施工技术研究[J];市政技术;2016年02期

4 崔群星;;中大断面隧道窑的使用操作[J];砖瓦;2016年08期

5 王竹茹;王海斌;;全自动切码系统在大断面隧道窑码坯中的应用[J];砖瓦;2016年10期

6 郑康成;丁文其;金威;罗云;;特大断面隧道分步施工动态压力拱分析研究[J];岩土工程学报;2015年S1期

7 赵原野;;基于数值模拟的浅埋软弱围岩大断面隧道施工工法对比研究[J];科学中国人;2017年21期

8 余熠;;浅埋大断面隧道核心土数值模拟与分析[J];河北工程大学学报(自然科学版);2014年03期

9 樊明军;;大断面隧道施工技术研究[J];黑龙江交通科技;2013年12期

10 罗玉胜;;如何提高大断面隧道窑产量[J];砖瓦世界;2013年05期

相关会议论文 前10条

1 郑康成;丁文其;金威;罗云;;特大断面隧道分步施工动态压力拱分析研究[A];中国土木工程学会第十二届全国土力学及岩土工程学术大会论文摘要集[C];2015年

2 段全江;常利武;刘志强;;导硐台阶联合法在大断面隧道施工中的探讨[A];矿山建设工程新进展——2005全国矿山建设学术会议文集（下册）[C];2005年

3 李志刚;丁文其;王晓形;谢东武;;特大断面隧道核心土优化分析[A];中国土木工程学会第十二届年会暨隧道及地下工程分会第十四届年会论文集[C];2006年

4 严宗雪;招国忠;伍尚干;韩直;;特大断面隧道的节能应用技术研究[A];第五届全国公路科技创新高层论坛论文集[下卷][C];2010年

5 刁志刚;李春剑;;大断面隧道在上软下硬地层中施工方法研究[A];第六届海峡两岸隧道与地下工程学术及技术研讨会论文集[C];2007年

6 魏昶帆;杨建国;吴勇;王勇;;香丽高速某浅埋大断面隧道进口段施工数值模拟研究[A];《工业建筑》2018年全国学术年会论文集（下册）[C];2018年

7 李利平;李术才;赵勇;王汉鹏;刘钦;原小帅;赵岩;张骞;;超大断面隧道极软弱破碎围岩空间变形机理与荷载释放演化规律[A];第十二次全国岩石力学与工程学术大会会议论文摘要集[C];2012年

8 焦苍;罗琼;孙兆远;李波;刘建平;何剑;;客运专线超大断面隧道不同工法引起围岩变形机理分析[A];中铁隧道集团2006年客运专线专题技术交流大会论文集[C];2006年

9 林从谋;陈建洪;黄志波;黄金山;;特大断面隧道多步序施工工法试验及围岩变形[A];第十一届全国土力学及岩土工程学术会议论文集[C];2011年

10 蒋树屏;黄伦海;胡学兵;;城市快速干道八车道超大断面隧道的设计与研究[A];城市地下空间开发与地下工程施工技术高层论坛论文集[C];2004年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 胡萌伟 通讯员 陈仕奇 伍振;世界最大断面隧道的春节坚守[N];天津日报;2018年

2 王新林;攻关大断面隧道施工关键技术[N];中国国土资源报;2014年

3 贾税评　张丹 王芬;中铁一局建成我国铁路客专最大断面隧道[N];陕西日报;2009年

4 冯学亮　张亮术;科技利剑洞穿地下泥潭[N];中国铁道建筑报;2013年

5 记者 曹轩;营松高速进入攻坚阶段[N];吉林日报;2009年

6 孙爽 王波 石治荣;浏阳河隧道破土动工[N];中国交通报;2006年

7 江耀明 杨广臣;画好循环这个圆[N];中国铁道建筑报;2006年

8 本报记者 杨斌;走进大山·处处都是神来之笔[N];中国交通报;2011年

9 李庆安邋段宏杰;三年奉献情动大瑶山[N];工人日报;2008年

10 杨继刚邋芦连宝;浏阳河隧道北段提前贯通[N];建筑时报;2008年

相关博士学位论文 前10条

1 张爱军;近饱和黄土大断面隧道变形控制研究[D];北京交通大学;2015年

2 刘春;深埋大断面隧道施工力学性态研究[D];重庆大学;2007年

3 姚海波;大断面隧道浅埋暗挖法下穿既有地铁构筑物施工技术研究[D];北京交通大学;2005年

4 严宗雪;大断面隧道施工的应力路径与空间效应研究[D];华南理工大学;2011年

5 张敏;复杂地质条件下大断面隧道“零”进洞工法技术体系及应用研究[D];成都理工大学;2009年

6 张国华;基于围岩累积损伤效应的大断面隧道施工参数优化研究[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2010年

7 朱浩波;大断面浅埋高速铁路隧道施工关键技术研究[D];北京交通大学;2015年

8 江贝;超大断面隧道软弱围岩约束混凝土控制机理及应用研究[D];山东大学;2016年

9 逄铁铮;大断面城市隧道穿越复杂建筑物群的安全性控制研究[D];北京交通大学;2015年

10 左清军;软质板岩特大断面隧道施工期围岩力学效应研究[D];中国地质大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 蒋俊;特大断面隧道位移监控量测预警值研究[D];重庆交通大学;2018年

2 周波;高速公路三车道大断面隧道施工围岩稳定性研究[D];重庆交通大学;2018年

3 叶明;城市地铁大断面隧道施工监测分析与风险评估研究[D];南昌航空大学;2017年

4 吴文朋;京张城际铁路八达岭地下车站大断面隧道开挖与支护技术研究[D];北京交通大学;2017年

5 张永杰;浅埋大断面隧道下穿既有公路爆破控制技术研究[D];西安工业大学;2017年

6 薛凤霞;大断面隧道施工的力学行为研究[D];西南石油大学;2012年

7 董自超;浅埋大断面隧道围岩压力特征与变形性状数值计算[D];西安建筑科技大学;2014年

8 张全全;浅埋大断面隧道围岩变形特性与施工参数优化研究[D];昆明理工大学;2015年

9 韩道录;软弱围岩大断面隧道超前预加固分析[D];重庆交通大学;2013年

10 黄惟;特大断面隧道开挖方法优化分析及施工响应研究[D];福建工程学院;2017年

本文编号：2798427