【摘要】：近年來,我國的鐵路隧道工程越來越多,鐵路施工的跨越式發(fā)展,對工程的施工速度有了更高的要求。鐵路隧道工程,尤其是長大鐵路隧道工程通常是整個線路的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其施工工期相對較長,施工工藝復雜。本文依托天池坪軟弱圍巖隧道工程,詳細的描述了軟弱圍巖地質(zhì)的地質(zhì)特征、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)特征等,從而總結(jié)出天池坪隧道軟弱圍巖為薄層狀炭質(zhì)板巖,巖體破碎,呈條狀、塊狀結(jié)構(gòu),部分地段成泥狀,節(jié)理裂隙發(fā)育,滲水較大,易沿結(jié)構(gòu)面塌坍、掉塊,巖石抗壓強度低等特征。在這樣圍巖條件下施工過程中發(fā)生多次滑塌事件,嚴重影響了施工安全、施工質(zhì)量和施工進度。因此在軟弱圍巖條件下如何安全穩(wěn)定施工、保證工程質(zhì)量成為一個施工重點和難點。在這些施工難點中,對特長鐵路隧道的施工全過程進行分析和總結(jié),主要研究特長鐵路隧道的數(shù)值模擬分析、現(xiàn)場實際監(jiān)測、施工方案優(yōu)化和施工過程中的重點因素及有待改進和解決的問題。其中本文研究內(nèi)容得出以下結(jié)論:1、天池坪軟弱圍巖隧道工程地質(zhì)復雜,巖體破碎,呈條狀、塊狀結(jié)構(gòu),部分地段成泥狀,節(jié)理裂隙發(fā)育,滲水較大等地質(zhì)特征,為了及時取得圍巖變形收斂信息,對掌子面DK286+487和DK286+497斷面進行位移監(jiān)控量測。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明引起隧道變形的主要原因是圍巖受偏壓,其次可能是同一斷面不同開挖部分的初期支護封閉時間不同造成,所以在隧道的開挖過程中,要盡量較少對圍巖的擾動同時合理安排開挖支護工序。2、隧道圍巖特征參數(shù)的準確性制約著有限元模型的發(fā)展,為此在隧道DK286+530斷面處進行了位移反分析。位移反分析與監(jiān)控量測的結(jié)合,可以對地下工程的可靠性進行預測,通過位移反分析法確定出隧道圍巖E=1.07GPa,K0=1.31。并且將數(shù)據(jù)帶入模型中,得到相對應(yīng)位置的位移值,該值與擬合位移終值的誤差在13%以內(nèi),反應(yīng)出反分析所得的參數(shù)具有一定的參考價值。3、隧道某些部位仰拱發(fā)生重大隆起災(zāi)害,致使底部結(jié)構(gòu)受力大,產(chǎn)生裂變。為了較好的控制隧道襯砌變形,對隧道進行了仰拱襯砌變形控制研究和圍巖注漿加固試驗研究。通過試驗數(shù)據(jù)表明,圍巖注漿加固的注漿形式、化學漿液的類型、注漿加固的位置都對注漿效果有一定的影響,在不同的圍巖地質(zhì)特征和隧道結(jié)構(gòu)的不同部位要采取相應(yīng)的注漿措施。4、天池坪隧道地質(zhì)災(zāi)害表明,軟巖隧道初期支護拱部沉降及拱腳收斂變形量比硬質(zhì)巖石隧道初期變形量大,且仰拱初支發(fā)生隆起的現(xiàn)象比較嚴重;并且初期支護的變形與隧道幾何形狀、斷面大小、圍巖類別及圍巖的含水量有著密切的關(guān)系。因此對軟弱圍巖隧道選取最優(yōu)的施工方法是非常重要的。通過MIDAS—GTS有限元原理,建立隧道不同的施工開挖模型,并且依據(jù)隧道現(xiàn)場施工條件,選擇出較適合軟弱圍巖的開挖方法即三臺階七部法,又通過進一步優(yōu)化分析,確定了臺階高度對隧道變形的影響,得出臺階高度較短時更有利于隧道圍巖穩(wěn)定。
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【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U455.4

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本文編號：2354380