城市大跨小凈距隧道原位擴建工程施工力學分析.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的不斷增長，交通運輸需求的日益提高，針對原有路橋修建的雙向四車道隧道已不能滿足交通運輸?shù)男枨蟆Ｔ趪鴥?nèi)一些大中型城市里，擁堵的交通運輸問題日益嚴峻，隧道改擴建技術探討已成為巖土工程領域新起的研究課題。本文根據(jù)已完工的重慶機場路渝州隧道改擴建工程的技術資料，對城市大跨度、小凈距隧道的改擴建工程施工方法、圍巖和支護結構力學特性進行了施工力學分析，主要研究內(nèi)容和結論如下：
　　 ①綜合分析渝州隧道自然地理條件、交通需求和近接

2、施工影響因素，指出重慶機場路渝州隧道改擴建工程選擇隧道原位擴建中單側擴建型式的必要性。
　　 ②根據(jù)渝州隧道的水文、地質(zhì)情況，結合地勘報告、公路隧道設計規(guī)范和已有工程經(jīng)驗，選取合理的圍巖物理力學參數(shù)，并利用MIDAS/GTS有限元分析軟件進行了三維數(shù)值模擬。對比渝州隧道改擴建工程的監(jiān)測資料和有限元三維數(shù)值模擬結果，論證了渝州隧道原位擴建工程進行數(shù)值模擬時采用MIDAS/GTS有限元分析軟件的可行性。
　　 ⑧本文從11個

3、監(jiān)測段模型中，選取四個具有代表性監(jiān)測段模型中的測點斷面進行施工力學性能分析，并總結近十年圍巖穩(wěn)定性的判別方法，選取了較為成熟的屈服接近度指標。根據(jù)圍巖豎向位移、圍巖等效應力、屈服接近度、各種主、剪應力及錨桿的最大軸應力等力學指標，指出隧道擴挖過程中的圍巖和初期支護的力學特點。同時，在隧道擴挖施工中隨施工步的進行得出圍巖穩(wěn)定、噴射混凝土設計參數(shù)經(jīng)濟、合理和錨桿長度可進行優(yōu)化設計的結論。
　　 ④本文對四個具有代表性的監(jiān)測段建立不同

4、錨桿長度下的三維有限元模型，并進行了錨桿長度優(yōu)化分析。通過分析在不同錨桿長度下，圍巖位移、應力、屈服接近度和錨桿本身應力的特征，得到了渝州隧道錨桿長度設計偏于保守，其優(yōu)化長度為3.0m的結論。
　　 ⑤從對既有隧道結構體系破壞程度的角度，根據(jù)現(xiàn)有城市大跨小凈距隧道改擴建的施工方案和已有的研究結果，對Ⅳ級和V級圍巖條件下，采用臺階法、層層剝離法和回填法進行隧道擴挖施工進行了二維數(shù)值模擬。由于回填法對既有隧道結構體系破壞程度最小，故