【博士】云南山嶺公路隧道修筑技術研究【2009】

內容簡介

　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度： 2009年　　我國西部廣大地區(qū)地形、地質條件復雜，山嶺區(qū)公路建設中遇到大量的隧道工程?！　榱颂嵘綆X公路隧道修筑技術水平，并豐富和發(fā)展我國公路隧道的設計與施工方法，本文采用調查分析、數(shù)值模擬和模型試驗等方法從隧道圍巖壓力特征與取值、隧道結構選型、設計技術、施工工法、動態(tài)反饋設計與信息化施工等方面開展了山嶺公路隧道設計與施工技術的系統(tǒng)研究。論文研究的主要結論如下：　　(1)研究了單洞隧道、連拱隧道和小凈距隧道圍巖壓力及深埋隧道圍巖的形變壓力。其中，對于單洞隧道，分別提出了深埋單洞隧道的圍巖水平壓力、地面接近水平時淺埋隧道的圍巖壓力、地形偏斜時淺埋隧道圍巖壓力的計算方法；對于連拱隧道，提出了深埋連拱隧道圍巖壓力、連拱隧道深淺埋分界值、淺埋連拱隧道圍巖壓力和偏壓地形圍巖壓力計算方法；對于小凈距隧道，提出了深埋小凈距隧道的圍巖壓力、作用在深埋小凈距隧道支護結構兩側的水平土壓力荷載和隧道均布垂直壓力及兩側水平圍巖壓力的計算方法；在深埋隧道圍巖的形變壓力方面，研究了單洞隧道形變壓力計算、作用在隧道二次襯砌之上的形變壓力和隧道支護結構之上的圍巖的形變壓力的計算問題。在對復雜地質條件下山嶺公路隧道圍巖分級研究的基礎上，提出了其物理力學參數(shù)確定方法?！　?2)通過山嶺公路隧道結構選型分析認為，無論是分離式隧道、連拱隧道、小間距隧道都有其各自的優(yōu)點，因此，不能一概而論那種形式最好，它們都有各自適用的條件，只有基于這些條件下，才可論證其優(yōu)劣。當對該處進行各種隧道方案的對比時，考慮到工程造價制約，選用分離式隧道；以環(huán)境保護、占地寬度、接線難度為首選條件，則選用連拱隧道或小間距隧道。當對連拱隧道和小間距隧道舉棋不定時：若考慮到占地面積極少、地形特別復雜、橋隧接線、景觀設計、科技創(chuàng)新、地質預報、環(huán)境保護角度，連拱隧道優(yōu)于小間距隧道。若考慮工程造價、施工難度，可以優(yōu)選小間距隧道。同時，還討論了特殊地質條件下公路隧道的結構選型問題?！　?3)針對山嶺公路隧道設計問題，分別研究了分離式隧道、連拱隧道和小凈距隧道的設計技術。對于分離式隧道，研究了隧道的洞室結構、支護結構與類型、超前支護參數(shù)、初期支護措施、二次襯砌參數(shù)和預留變形量參數(shù)。在連拱隧道設計方面，研究了連拱隧道的結構型式、中墻的設計、防排水、襯砌支護參數(shù)、洞外接線型式，并進行了各種襯砌斷面的比較。在小凈距遂道設計方面，研究了隧道支護體系選取對策，并結合云南平年小凈距隧道的實際工程情況，進行了有偏壓和錯臺情況下的相似模型試驗，采用二維和三維數(shù)值計算方法對小凈距隧道在淺埋、偏壓、有錯臺高度的情況下各個施工階段的位移和應力進行了研究?！　?4)對于連拱隧道的中墻型式設計，作者提出應綜合分析連拱隧道所處位置的地形、地質條件，隧道洞口的接線條件，全面分析整體直中墻、中空直中墻、分層直中墻、整體曲中墻、中空曲中墻和三層曲中墻的適用條件，擇優(yōu)選擇。同時，認為在條件允許的情況下，可較多地考慮三層曲中墻連拱隧道型式?！　?5)研究了山嶺公路隧道中分離式隧道、連拱隧道和小凈距隧道的施工工法。針對分離式隧道，分別研究了洞口施工、洞身開挖、初期支護、二次襯砌的施工，并提出了不良地質段分離式隧道施工方法。針對連拱隧道，對比分析了連拱隧道典型施工方法，研究了其洞口與明洞施工、超前支護、中導洞的掘進與初期支護、中墻施工、主洞的掘進與初期支護、二次襯砌以及特殊與不良地質條件下的連拱隧道施工。對于小凈距隧道施工，提出了小凈距隧道施工措施選取的原則及對策、相鄰隧道掌子面合理距離、支護體系的施作時機的確定方法、開挖、爆破控制等施工技術和中巖墻加固技術?！　?6)在山嶺公路隧道動態(tài)反饋設計與信息化施工方面，提出了信息化施工的執(zhí)行程序、數(shù)據(jù)采集手段和數(shù)據(jù)處理與信息反饋手段、動態(tài)反饋設計與信息化施工的實施要點與流程?！　?

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