隧道下穿高速公路時(shí)超長(zhǎng)大管棚支護(hù)技術(shù)及其變形規(guī)律研究.pdf

1、管棚超前預(yù)支護(hù)技術(shù)能夠有效的限制地面沉陷,保持地層處于穩(wěn)定狀態(tài)。為了有效地解決在高速公路下大跨度、超淺埋、高地下水位隧道的開挖問題,采用管棚超前預(yù)支護(hù)技術(shù)作為隧道開挖的輔助工法。本文以晉祠隧道下穿高速公路段的工程實(shí)例作為依據(jù),運(yùn)用彈性地基梁理論分析了管棚的受力和變形;在隧道施工過程中進(jìn)行了大量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,包括:管棚的撓度變形和受力、地表沉降和特殊斷面的受力等;采用三維有限差分軟件(FLAC3D)模擬了管棚與隧道開挖的相互作用。在理論分析

2、、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,提出了一些設(shè)計(jì)和施工建議。主要研究如下:
　　(1)以晉祠隧道作為工程實(shí)例,運(yùn)用雙參數(shù)彈性地基梁(Pasternak)模型計(jì)算隧道開挖條件下的管棚的撓度曲線和受力特性,計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值吻合較好。并對(duì)不同埋深和不同管徑鋼管的撓度曲線和受力曲線進(jìn)行了比較,提出一些建議。
　　(2)對(duì)晉祠隧道進(jìn)行了詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,采用60m長(zhǎng)水平測(cè)斜管和鋼筋計(jì)對(duì)管棚的撓度變形和受力進(jìn)行了測(cè)試,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的結(jié)果分析了

3、管棚在隧道開挖過程中的作用機(jī)理。
　　(3)采用三維有限差分軟件(FLAC3D)對(duì)晉祠隧道開挖與管棚的相互作用進(jìn)行模擬,計(jì)算中采用殼單元模擬管棚。同時(shí)對(duì)不設(shè)管棚情況下隧道的施工過程進(jìn)行了模擬,對(duì)比兩種計(jì)算結(jié)果,分析了開挖過程中隧道圍巖的變形特征,對(duì)管棚的支護(hù)效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
　　(4)本文通過對(duì)管棚超前支護(hù)技術(shù)的理論分析、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、數(shù)值模擬等三方面的較為詳細(xì)的研究,得出了隧道開挖過程中管棚的變形特征和加固機(jī)理,為以后管棚超前