淺埋變坡地形大跨度隧道施工圍巖擾動與控制研究.pdf

1、隧道工程由于其修建環(huán)境的復雜性，往往面臨諸多不利地形地質條件，盡管相應條件下的隧道圍巖大變形控制已積累了較為豐富的工程經(jīng)驗，但隧道工程在施工過程中發(fā)生的圍巖失穩(wěn)和坍塌事故表明隧道施工安全仍存在一定的不確定性因素。因此，進一步深入研究特殊地質地帶隧道施工過程中的圍巖擾動以及施工控制，依然十分重要。
　　論文依托南龍鐵路改造工程蔥坑隧道工程，通過分析現(xiàn)場測試試驗數(shù)據(jù)，結合隧道施工過程中相關的地層位移規(guī)律，主要研究隧道在淺埋變坡地形條件

2、下施工時地層位移發(fā)展的一般規(guī)律和特征。同時通過數(shù)值計算，旨在映證和進一步探究淺埋變坡地形條件下隧道施工的地層位移規(guī)律和變形機理。論文主要研究結論與成果如下：
　　1．基于Peck經(jīng)驗公式和Attewell公式所闡述的地層位移規(guī)律，對蔥坑隧道的現(xiàn)場測試試驗數(shù)據(jù)整理分析表明，隧道施工過程中存在較為明顯的地層位移規(guī)律，且隧道洞內的圍巖的擾動與隧道施工工序存在較大關聯(lián)，并在總體呈現(xiàn)“急劇變形→緩慢變形→趨于穩(wěn)定”的位移發(fā)展“三步曲”規(guī)律。

3、
　　2．開展了現(xiàn)場測試試驗與數(shù)值模型計算的對比分析。隧道開挖經(jīng)過淺埋變坡地段時，變形異常增大，在隧道縱向同期累計沉降分布規(guī)律中表現(xiàn)為“凸出”現(xiàn)象，數(shù)值模型計算分析表現(xiàn)出的變形特征和規(guī)律與現(xiàn)場測試試驗結果吻合較好，表明淺埋變坡地形中上覆地層是影響隧道安全施工的主要因素之一。
　　3．通過分析大跨隧道施工圍巖變形與施工控制，指出淺埋地段V級圍巖大跨隧道施工時容易發(fā)生較大的豎向和水平位移，且在隧道拱部、底部以及拱腳處容易發(fā)生應力

4、集中現(xiàn)象，因此建議隧道開挖過程中應及時進行隧道支護安全加固以控制隧道變形。
　　4．初步探討了淺埋變坡地形隧道施工過程中圍巖變形機理，分析指出，隧道開挖導致上覆地層塑性范圍集中于中間變坡區(qū)域，變坡區(qū)域則開始受到后方土體擠壓作用，同時隧道開挖的卸荷作用在淺埋變坡段位置造成了變坡土體的應力集中，產生剪切作用，此時的中間變坡土體則會處于不穩(wěn)定狀態(tài)，容易出現(xiàn)坍塌事故。同時，隧道后續(xù)施工對上覆土層的擾動因埋深淺而繼續(xù)增大，當變坡土體所發(fā)揮的