軟硬巖交互地層水下隧道最小巖石覆蓋層厚度研究.pdf

1、最小巖石覆蓋層厚度是修建水下隧道的關(guān)鍵問題之一，它不僅關(guān)系到隧道的施工和運營安全，而且直接影響其修建費用。合理確定最小巖石覆蓋層厚度是修建水下隧道需要認真研究解決的課題。水下隧道在穿越軟硬巖交互地層時兩種巖體相互影響，使得其變形和破壞特征與均一地層有所不同。同時，江水滲流對水下隧道的穩(wěn)定性及隧道最小巖石覆蓋層厚度的確定有一定影響。本文以重慶兩江隧道中的長江隧道為研究背景，對以上問題進行了研究。 ①結(jié)合長江隧道的具體情況，論述了水

2、下隧道在路線選型、斷面選擇和支護方面的特征。 ②在廣泛收集國內(nèi)外已建水下隧道資料的基礎上，總結(jié)了影響水下隧道最小巖石覆蓋層厚度的主要因素及其經(jīng)驗研究方法：挪威海底隧道建設經(jīng)驗方法、國內(nèi)頂水采煤經(jīng)驗公式、隔水巖柱經(jīng)驗法、日本經(jīng)驗方法。結(jié)合長江隧道江水深度、施工方法、地形地質(zhì)情況，應用前述四種方法對最小巖石覆蓋層厚度進行工程類比分析，并確定其范圍為21m～32m。 ③闡述了有限單元法模擬分析地下工程的基本原理，運用MIDAS

3、/GTS軟件對長江隧道8種巖石覆蓋層厚度工況進行彈塑性數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明：隧道在不同巖層中的變形、應力特點和塑性區(qū)分布有所差別；不同巖石覆蓋層厚度下的圍巖位移、應力，錨桿軸力，噴射混凝土應力及隧道塑性區(qū)分布范圍有一定的差別，但其變化規(guī)律和分布趨勢一致。根據(jù)主應力擾動范圍判據(jù)和圍巖位移收斂判據(jù)，確定出長江隧道較合理的最小巖石覆蓋層厚度為25m。 ④在工程類比和彈塑性有限元模擬確定的最小巖石覆蓋層厚度的基礎上，進一步進行間接滲流