軟弱地質條件下單洞雙層隧道開挖力學行為研究.pdf

1、隨著交通建設的發(fā)展,雙層隧道因其獨特的優(yōu)勢,在城市受限地段有其特有的適應性而成為一種特殊的隧道結構形式。由于以往對這種結構研究較少,所以對于這種特大斷面隧道的開挖工法和施工力學還缺乏系統(tǒng)的認識和研究。本文以我國東部沿海某城市規(guī)劃建設的單洞雙層6車道隧道為背景,通過圍巖彈塑性理論分析和數值模擬,重點對單洞雙層隧道的二次襯砌力學行為、開挖方案、施工力學行為、錨樁和支護參數優(yōu)化進行研究。主要內容有以下幾個方面:
　　 ①系統(tǒng)地論述了國

2、內外單洞雙層隧道的建設狀況和采用的多種施工方法及其有關數值分析的研究成果,探討了常用施工方法的基本原理、施工要點及適用范疇。
　　 ②對雙層隧道所受荷載進行了分類,并進行了荷載效應組合,建立了二次襯砌的力學模型。采用荷載結構法對二次襯砌的力學行為和受力特征進行了有限元分析,找到了結構受力的薄弱部位。
　　 ③分析了現有特大斷面公路隧道使用較多的雙側壁導坑法和日本修建青梅隧道使用的多臺階開挖上部襯砌先行工法的優(yōu)缺點,創(chuàng)造性

3、的提出了上下層雙側壁開挖上部襯砌先行工法,分別對以上三種隧道開挖工法進行了數值模擬,分析比較了其位移場、應力場、塑性區(qū)、初期支護內力、二次襯砌應力。
　　 ④針對上下層雙側壁開挖上部襯砌先行工法的錨樁參數進行了優(yōu)化研究,分別對樁長、樁徑、打設角度三個參數在位移、圍巖應力和錨樁應力三個方面進行了比較分析,優(yōu)化了錨樁的設計參數。
　　 ⑤針對上下層雙側壁開挖上部襯砌先行工法進行了施工力學行為研究,找出了最不利施工步,針對隧道

4、的支護參數,對地層注漿范圍和兩層噴射混凝土厚度的分配進行了優(yōu)化研究。
　　 ⑥以廈門東坪山地下立交工程為依托,對互通式地下立交下穿段進行了三維有限元模擬,得出了圍巖在施工過程中的力學行為;對非對稱無中墻連拱隧道初期支護搭接點位置進行了優(yōu)化分析,找出了最優(yōu)搭接位置;對大跨擴建段進行了二維擴挖力學行為分析,與薪建隧道進行了相應比較。
　　 上下層雙側壁開挖上部襯砌先行工法是單洞雙層隧道施工的叉一新工法,該工法主要針對在軟土地