复杂地质环境下隧道施工技术

论文摘要

随着国内大规模基础设施的投资建设,我国将建设一大批铁路客运专线。由于在铁路客运专线的规划设计中考虑了大量的隧道,所以对不同环境下的铁路隧道施工技术的研究显得尤为重要。地处热带条件下的海南东环铁路客运专线建设包含有大量的隧道工程。为了提升高温复杂地质条件下隧道修筑技术水平,本文采用模糊综合评价、数值模拟和现场监测等方法从隧道施工方案优化、围岩压力特征与取值、施工工法、现场施工监测与信息化施工等方面开展了热带复杂地质隧道施工技术的系统研究,它丰富和发展我国高速铁路隧道的设计与施工方法。研究内容主要有：(1)本文结合海南东环铁路文尖岭隧道一段建设的实际问题,分析了影响隧道施工方法的各项因素,阐述了隧道多种施工方法。并通过建立隧道开挖指标体系,选用模糊数学方法,结合文尖岭隧道现场情况建立隧道开挖的二级模糊综合评价模型,对隧道施工方案进行综合评价。最后得出了文尖岭隧道的最佳开挖方案是环形核心土开挖法。(2)同时文章通过ANSYS有限元软件建立了理想弹塑性平面应变模型,对文尖岭隧道的施工过程进行了数值模拟,分析了围岩应力场和位移场的变化特点,以及支护体系受力的变化规律,并考察了不同施工阶段中在分布特点和数值上的差异,验证了在文尖岭隧道这一热带复杂地质条件下使用环形开挖预留核心土法是合理可行的。(3)本文介绍了在高温复杂地质条件下的文尖岭隧道施工支护技术。在施工过程中通过现场监测隧道拱顶下沉、水平收敛和地表沉降等情况,进一步验证了文尖岭隧道施工技术方案的合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 隧道施工研究现状
• 1.2.2 不同地区隧道施工研究现状
• 1.2.3 隧道结构数值仿真
• 1.3 研究内容及方法
• 第2章 工程背景
• 2.1 工程概况
• 2.1.1 工程地质状况
• 2.1.2 水文地质特征及不良地质
• 2.2 文尖岭隧道围岩分级及支护
• 2.3 工程特点
• 2.3.1 工程特点
• 2.3.2 研究的必要性
• 第3章 复杂地质隧道施工方案优选
• 3.1 隧道施工方法
• 3.1.1 隧道施工方法及优缺点
• 3.1.2 隧道各施工工法的比较
• 3.2 隧道开挖施工原则
• 3.3 基于AHP的隧道施工模糊综合评价
• 3.3.1 模糊综合评价的原理
• 3.3.2 建立隧道施工指标体系
• 3.3.3 层次分析法确定隧道开挖指标权重
• 3.3.4 用模糊控制原理进行隧道施工方案优化
• 3.4 本章小结
• 第4章 二维有限元数值模拟
• 4.1 材料性态模拟
• 4.2 双线隧道模型建立
• 4.3 施工动态数值模拟结果
• 4.3.1 围岩应力场特征
• 4.3.2 围岩竖向位移
• 4.3.3 围岩支护内力
• 4.3.4 锚杆轴应力
• 4.3.5 围岩塑性区
• 4.4 本章小结
• 第5章 文尖岭隧道开挖施工技术
• 5.1 环形开挖预留核心土法
• 5.2 文尖岭隧道施工技术
• 5.2.1 超前预支护
• 5.2.2 拱部环形开挖
• 5.2.3 拱部初期支护
• 5.2.4 核心土及下部开挖
• 5.2.5 全断面二次衬砌及防排水
• 5.3 施工中塌方的治理与预防
• 5.3.1 塌方的原因
• 5.3.2 预防塌方的施工措施
• 5.3.3 隧道塌方的处理措施
• 第六章 文尖岭隧道施工监测
• 6.1 隧道施工监测的必要性
• 6.2 监测目的及管理
• 6.3 监测项目及方案
• 6.4 监测数据及分析
• 6.4.1 位移监测信息在围岩稳定性判别中的应用
• 6.4.2 监测数据整理分析
• 6.4.3 水平收敛与拱顶下沉
• 6.4.4 地表沉降
• 6.5 本章小结
• 第7章 结论
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文