淺埋偏壓錯(cuò)臺(tái)小間距隧道應(yīng)力變形分析.pdf

1、我國(guó)地形地質(zhì)條件復(fù)雜，山嶺地區(qū)所占比重極大。尤其在我國(guó)云南省，94﹪的地貌為山區(qū)，因而云南高等級(jí)公路的建設(shè)中隧道數(shù)量多，斷面形式復(fù)雜，山區(qū)峽谷地帶施工還常常會(huì)遇到淺埋的情況。在淺埋條件下，地層的條件也相對(duì)較差，一般為軟巖、破碎巖體或高風(fēng)化巖體且?guī)в幸欢ǖ钠珘骸Ｓ捎诘匦魏徒?jīng)濟(jì)等方面的因素，設(shè)計(jì)成小間距隧道形式有什么樣的優(yōu)勢(shì)，并且在這種復(fù)雜地質(zhì)條件下小間距隧道的可行性和施工特點(diǎn)是一個(gè)比較重要的工程問(wèn)題。本文主要圍繞云南羅富高速公路第三合同段

2、的平年小間距隧道的設(shè)計(jì)施工等問(wèn)題展開(kāi)，重點(diǎn)研究淺埋小間距隧道的開(kāi)挖順序、隧道凈距、錯(cuò)臺(tái)高度、偏壓和圍巖狀況等發(fā)生變化對(duì)隧道應(yīng)力和變形的影響。本文與以往的小凈距隧道研究的不同之處主要體現(xiàn)在有錯(cuò)臺(tái)和凈距大于0.8D(D為隧道寬度)的小間距這兩點(diǎn)上，旨在研究對(duì)小間距隧道的設(shè)計(jì)施工提供一定的理論支持和技術(shù)依據(jù)。 研究的內(nèi)容和方法： (1)本文以平年隧道為工程背景，利用平面有限元分析手段計(jì)算隧道中的三個(gè)典型斷面，這些斷面位于Ⅴ、Ⅳ

3、級(jí)圍巖條件下，埋深深度最大僅為47m，并且都是偏壓隧道。通過(guò)對(duì)不同開(kāi)挖順序下對(duì)隧道的影響來(lái)分析合理的開(kāi)挖順序。 (2)采用平面有限元數(shù)值分析方法針對(duì)小間距隧道在不同開(kāi)挖順序、錯(cuò)臺(tái)高度、凈間距、偏壓角度、覆土厚度等情況下進(jìn)行分析研究，探究這些條件對(duì)小間距隧道設(shè)計(jì)施工的具體影響。完成了Ⅴ級(jí)圍巖條件下，錯(cuò)臺(tái)高度分別為0m、2m、4m、8m，凈間距分別為0.8D、1.0D、1.2D、1.4D、1.6D、2.0D、2.4D、2.8D的情況

4、下，偏壓角度為10°、15°、25°、30°，先開(kāi)挖左洞和先開(kāi)挖右洞兩種開(kāi)挖順序?qū)λ淼婪€(wěn)定性的影響。 (3)在數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上，借助室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)得到的結(jié)論進(jìn)行對(duì)比分析，從而驗(yàn)證分析的正確性和可行性。 取得的成果主要包括： (1)通過(guò)數(shù)值計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在淺埋、偏壓、錯(cuò)臺(tái)的小間距隧道施工中，開(kāi)挖順序?qū)φ麄€(gè)隧道的影響要受到偏壓角度、錯(cuò)臺(tái)高度、凈間距等多因素的綜合制約。 (2)通過(guò)改變錯(cuò)臺(tái)高度分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)錯(cuò)

5、臺(tái)高度小于4m時(shí)，先開(kāi)挖右洞較好；當(dāng)錯(cuò)臺(tái)高度在4m以上時(shí)，先開(kāi)挖左洞對(duì)整體穩(wěn)定性較有利。在淺埋隧道的情況下，增大錯(cuò)臺(tái)高度在一定程度上有利于增加隧道的穩(wěn)定性。 (3)隨著凈間距的增大，隧道開(kāi)挖后的地表沉降和中間巖體的水平位移都呈減小的趨勢(shì)，并且隧道間距在2.0D以上時(shí)對(duì)地表沉降的影響很小。對(duì)于間距在2.0D以下的小間距隧道，先開(kāi)挖右洞產(chǎn)生的地表沉降最大值略大于先開(kāi)挖左洞的；當(dāng)間距超過(guò)2．0D后，開(kāi)挖順序?qū)Φ乇沓两档挠绊懸卜浅Ｐ?，?/p>

6、以忽略。 (4)一般說(shuō)來(lái)，對(duì)于有錯(cuò)臺(tái)的小間距隧道，當(dāng)間距較大時(shí)(一般大于1.4D)，開(kāi)挖順序的影響不大，可以按照一般的方法先開(kāi)挖淺埋一側(cè)的隧道；當(dāng)間距較小時(shí)(通常指0.8D～1.4D之間的)，先開(kāi)挖左洞優(yōu)越性較好。 (5)隨著錯(cuò)臺(tái)高度、隧道間距或者偏壓角度這些參數(shù)的變化，隧道開(kāi)挖后的位移值也表現(xiàn)了規(guī)律性的變化。位移隨錯(cuò)臺(tái)高度的變化一般可以擬合為雙曲線y=A+Bx+Cx<'2>，隨隧道間距的變化一般擬合為或者多項(xiàng)式方程y=