【硕士】明垭子隧道围岩变形及合理支护结构的研究【2010】

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内容简介

　　学科专业：桥梁与隧道工程　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：长安大学　　学位年度： 2010年　　明垭子隧道是十天高速公路控制性工程，在施工过程中已经施作的初期支护侵限变形严重，最大处达到1200mm，影响了工程质量，制约了工程进度，危及人员安全，为此本文采用理论分析、现场监控量测和数值模拟相结合的方法，分别对三种结构形式和施工方法进行了研究，得到了以下成果：　　(1)隧道断面形式为直墙式，初期支护仰拱不闭合，采用三台阶法施工，其拱部变形整体较大，右拱脚的最大下沉值达到264mm。　　(2)隧道断面形式为直墙式，初期支护仰拱闭合，采用三台阶法施工，其拱部变形有所改善，但效果不是很明显，最大下沉值发生在左拱腰处，为151mm。　　(3)隧道断面形式为曲墙式，初期支护仰拱闭合，采用三台阶法施工，其拱部变形有明显改善，有效的控制了变形，最大下沉值发生在右拱腰处，为85mm。　　(4)在YK214+OI l断面进行了围岩稳定性及支护效果监控量测，监测结果表明，软弱围岩条件下，不设系统锚杆，采用型钢拱架+喷射混凝土+钢筋网+锁脚锚杆+纵向连接筋组成的初期支护系统是稳定的，不设系统锚杆是可行的。　　(5)应用有限元分析软件(MIDAS／GTS)分析了两种开挖方法和支护方式下隧道的变形与结构受力特征。结果表明，初期支护仰拱闭合，仰拱采用全幅开挖，可以很好的控制围岩变形，结构受力分布更加合理。　　根据上述研究成果，明垭子隧道采用曲墙式衬砌且初期支护仰拱闭合，采用型钢拱架+喷射混凝土+钢筋网+锁脚锚杆+纵向连接筋组成的支护结构形式，采用三台阶法施工，利用仰拱栈桥，进行仰拱的全幅开挖，可以很好的控制变形，保证支护结构的稳定。　　目前，明垭子隧道采用本方案施工掘进顺利，该研究成果对今后类似隧道的设计施工具有指导意义和参考价值。　　

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