检索结果-南通市图书馆

作者：邓渊重庆交通大学

学位级别：硕士

随着交通基础设施建设重心转移至中西部复杂的山区,隧道与地下工程的建设环境愈发复杂,地质环境的多变性为隧道的修建带来了极大的考验。尤其在富水断层破碎带进行隧道开挖时,极易引发围岩失稳,进而导致洞内塌方、突涌水等严重灾害,甚... 详细信息

随着交通基础设施建设重心转移至中西部复杂的山区,隧道与地下工程的建设环境愈发复杂,地质环境的多变性为隧道的修建带来了极大的考验。尤其在富水断层破碎带进行隧道开挖时,极易引发围岩失稳,进而导致洞内塌方、突涌水等严重灾害,甚至造成生态环境的失衡。鉴于此,对富水断层破碎带隧道施工过程中围岩稳定性、支护结构的安全进行深入研究显得尤为重要。本文以缙云山隧道为工程依托,采用理论分析、数值模拟和现场监测等方法开展富水断层破碎带隧道开挖围岩稳定性研究,主要研究结论如下:(1)通过对富水断层破碎带隧道在不同开挖工法和开挖进尺条件下的围岩位移、围岩应力、围岩孔隙水压力、初期支护应力及其安全系数等进行数值模拟和理论分析,研究得出隧道穿越富水断层破碎带区域合理的开挖工况为两台阶法和开挖进尺1m。(2)采用正交试验的方法,对富水断层破碎带隧道采取注浆加固措施时的注浆圈厚度、注浆圈范围和注浆圈渗透系数等注浆加固参数进行数值分析,得出隧道穿越富水断层破碎带时确保围岩稳定的最优注浆加固参数组合为注浆圈厚度为8m、注浆圈范围为240°、注浆圈渗透系数比为30。(3)基于最佳注浆参数组合,分析不同隧道埋深和不同地下水位对富水断层破碎带隧道围岩稳定性的影响,研究得到不同隧道埋深对隧道拱腰和拱顶的位移及左拱腰和拱底的主应力影响较为明显;不同地下水位对围岩的拱腰和拱底位移及左拱肩的主应力影响较为明显。(4)通过对富水断层破碎带隧道围岩注浆加固与未注浆加固的围岩稳定性对比分析,验证了最佳注浆参数组合的加固效果。并对比分析典型监测断面的现场监测数据与数值模拟分析结果,进一步验证了富水断层破碎带隧道开挖方法和开挖进尺的合理性,以及注浆加固参数的可靠性。(5)通过对初期支护和二次衬砌结构进行安全分析,研究得到在富水断层破碎带区域内,支护结构在注浆加固条件下的安全系数最小为2.57,大于安全阈值2.4,围岩处于稳定状态。

关键词：富水隧道断层破碎带围岩稳定性注浆加固数值模拟

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富水隧道防排水措施及衬砌结构力学特性研究

富水隧道防排水措施及衬砌结构力学特性研究

作者：叶鹏飞重庆交通大学

学位级别：硕士

我国西部区域多高山峡谷,工程地质及水文地质条件十分复杂,区域环境地下水丰富。随着“一带一路”建设和西部交通建设战略的推进,一大批重大交通、能源、水利工程向地形地质条件及建设环境极端复杂的西部地区转移,沿线将不可避免地出现... 详细信息

我国西部区域多高山峡谷,工程地质及水文地质条件十分复杂,区域环境地下水丰富。随着“一带一路”建设和西部交通建设战略的推进,一大批重大交通、能源、水利工程向地形地质条件及建设环境极端复杂的西部地区转移,沿线将不可避免地出现大量穿越富水区域环境的隧道工程,在建设过程中面临着日益频发的突水突泥及结构劣化的巨大挑战。富水隧道掌子面稳定性及防排水措施已成为制约我国西部隧道工程建设发展的瓶颈问题。论文依托缙云山隧道富水区段,围绕“富水隧道防排水措施及衬砌结构力学特性研究”这一主题,通过资料调研、理论分析、数值模拟等方法,对富水隧道防排水模式、掌子面稳定性及控制技术、防排水优化及衬砌结构力学特性进行了深入研究。论文主要工作和研究成果如下:(1)系统分析了隧道传统防排水体系和典型新型防排水模式,阐明了不同防排水方式工程适用性;结合富水隧道实际工程情况,综合分析了三种不同衬砌结构水压力计算方法,选取了数值分析法作为本文依托工程衬砌水压的计算方法;进一步的分析了“荷载-结构法”原理,提出了基于“破损阶段法”的安全系数评估方法。(2)基于富水隧道突水突泥地层掌子面稳定性分析力学模型,结合某隧道区域水文地质及施工资料,模拟了掌子面渗透破坏以及失稳过程,探明了掌子面失稳破坏过程;建立了超前注浆—排水耦合演化模型,结合正交试验优化方法,研究了不同位置、数量的排水导管及注浆圈参数对前方开挖区的卸压能力,提出了适用于依托工程施工期的最佳超前注浆—排水方案,为隧道施工顺利通过富水区域提供保障。(3)考虑运营期间富水地层隧道底部翻浆冒泥实际情况,提出“体外排水”新型防排水优化体系,建立考虑隧道体外排水和围岩注浆时的理论和数值模型,得到不同富水条件下渗流数值解;对比了传统型与新型排水结构受力特征,验证了“体外排水”新型结构的有效性。(4)建立了隧道运营期流固耦合有限元模型,综合考虑“体外排水”不同设计参数,研究了不同因素影响下防排水效果以及衬砌结构受力特征,并对新型防排水体系特征参数进行了优选,可为富水地层“体外排水”体系的设计参数提供重要参考。

关键词：富水隧道防排水措施体外排水衬砌水压力学特性

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富水软岩隧道施工力学特性研究

富水软岩隧道施工力学特性研究

作者：杨涛重庆交通大学

学位级别：硕士

目前,我国仍处于高速公路建设的高速发展时期。随着经济的发展,隧道建设标准不断提高,而我国幅员辽阔,不同地区高速公路需要穿越的地层性质差异较大,且西部地区山川密布,地质环境和水文条件异常复杂,因此在隧道施工过程中难免会遇到富... 详细信息

目前,我国仍处于高速公路建设的高速发展时期。随着经济的发展,隧道建设标准不断提高,而我国幅员辽阔,不同地区高速公路需要穿越的地层性质差异较大,且西部地区山川密布,地质环境和水文条件异常复杂,因此在隧道施工过程中难免会遇到富水软岩地质。由于地下水的渗流作用,在这类地质中修建隧道极易引发大变形、掌子面坍塌等安全事故。为确保工程的安全性,本文以渝遂高速公路复线缙云山隧道为依托,采用理论分析、力学试验、数值模拟及现场监测等方法,在考虑流固耦合效应下对富水软岩双洞隧道的施工力学特性及注浆参数进行研究,主要研究结论如下:(1)针对软岩在不同含水状态下的力学性质、破坏特征,采用GCTS岩石力学试验机对软岩试样在干燥、天然、饱和条件下进行单轴和常规三轴试验,试验结果分析得出软岩在水的作用下,其极限强度、弹性模量随含水率的增加而明显下降,进一步分析得到软岩饱和单轴抗压强度、粘聚力及内摩擦角的大小。(2)基于四种强度准则,利用软岩页岩饱水状态下常规三轴压缩试验结果分别计算对应准则下的峰值应力,将计算结果与软岩页岩饱和状态常规三轴试验结果进行对比,得出三种围压下M-C强度准则的计算峰值应力与试验峰值强度的平均差值最小,同时结合四种强度准则的适用性,确定数值分析时富水软岩页岩的强度准则采用M-C准则。(3)通过对富水软岩隧道在不同开挖工法条件下的渗流场、围岩位移、围岩应力、围岩塑性区以及支护结构受力等力学特性进行数值模拟分析,研究得出隧道穿越富水软岩区域安全、经济合理的开挖方法为台阶法。(4)为确保富水软岩隧道的施工安全,采用注浆堵水的加固措施。通过对富水软岩隧道注浆圈厚度和注浆圈渗透系数比等注浆加固参数进行围岩渗流场、围岩位移、围岩塑性区及支护结构应力的数值分析,得出隧道穿越富水软岩时确保围岩稳定的最优注浆加固参数组合为注浆圈厚度为6m、注浆圈渗透系数比为40。(5)通过对现场监测数据、二次衬砌结构的安全系数分析,并与数值模拟结果对比,验证了富水软岩隧道开挖方法的合理性,以及注浆加固参数的可靠性。

关键词：隧道力学试验软岩强度准则注浆参数

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富水隧道突水突泥灾变机理模型试验研究

富水隧道突水突泥灾变机理模型试验研究

作者：张灿重庆交通大学

学位级别：硕士

随着“一带一路”建设和西部交通建设战略的推进,一大批重大交通、能源、水利工程向地形地质条件及建设环境复杂的西部地区转移,沿线将不可避免地出现大量穿越三叠系灰岩角砾岩地层的隧道工程,在建设过程中面临着日益频发的突水突泥灾... 详细信息

随着“一带一路”建设和西部交通建设战略的推进,一大批重大交通、能源、水利工程向地形地质条件及建设环境复杂的西部地区转移,沿线将不可避免地出现大量穿越三叠系灰岩角砾岩地层的隧道工程,在建设过程中面临着日益频发的突水突泥灾害及结构劣化的巨大挑战。为进一步掌握富水隧道穿越软弱地层的突水突泥灾变机理,本论文以缙云山隧道为工程依托,围绕“富水隧道突水突泥灾变机理”这一主题,通过资料调研、现场考察、理论分析、室内模型试验等方法,开展富水隧道突水突泥灾变机理模型试验研究,主要研究结论如下:(1)结合资料调研及理论分析,总结分析了缙云山隧道三叠系灰岩角砾岩地层段突水突泥致灾类型和发生条件。(2)结合工程地质、水文地质背景及流固耦合相似理论,通过开展力学特性实验以及水理性质实验,配置出了满足实际工程的模型试验相似材料。(3)自主研发了集三维可视化模型试验箱、供水装置和多元信息监测系统于一体的三维富水隧道突水突泥模型试验装置,该装置具有可视化程度高、承载能力强、操作简便等优点。(4)基于不同的模型试验工况,开展了无支护和有支护条件下的富水隧道突水突泥灾变机理模型试验,通过试验,再现了富水隧道突水突泥灾害全过程,得到了突水突泥过程中渗透压力、围岩压力和围岩位移等多元信息演化规律,分析了隧道开挖过程中物理场信息变化规律,揭示了隧道施工诱发突水突泥灾害的致灾机理。(5)通过分析不同工况条件下隧道开挖过程中围岩渗流场、应力场以及位移场的变化规律,探究了双洞隧道开挖过程中双洞效应对突水突泥灾害的发生带来的影响。

关键词：富水隧道突水突泥模型试验灾变机理软弱地层

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富水隧道突水突泥灾变机理及防治措施研究

富水隧道突水突泥灾变机理及防治措施研究

作者：王禹迪重庆交通大学

学位级别：硕士

目前,我国已进入铁路公路建设的高速发展时期。随着铁路公路网由东中部地区向地形地貌陡峻、地质条件复杂的西部艰险山区延伸,线路隧线比急剧增加,沿线面临着大量富水区域环境。在富水区隧道的修建过程中,极易发生突水突泥灾害,严重威... 详细信息

目前,我国已进入铁路公路建设的高速发展时期。随着铁路公路网由东中部地区向地形地貌陡峻、地质条件复杂的西部艰险山区延伸,线路隧线比急剧增加,沿线面临着大量富水区域环境。在富水区隧道的修建过程中,极易发生突水突泥灾害,严重威胁施工人员的生命安全,影响工程进度。本文以渝遂高速公路缙云山隧道为依托工程,通过资料调研、理论分析、模型试验、数值模拟及现场测试等方法,开展富水隧道突水突泥灾变机理及防治措施研究,主要的研究结论如下:(1)收集整理了30座隧道突水突泥灾害典型工程案例,分析了富水隧道突水突泥灾害的影响因素以及灾变模式种类。(2)针对富水隧道工程实际,开展富水隧道突水突泥灾变机理模型试验,通过试验,得到了突水突泥过程中渗透压力、围岩应力和围岩应变等多元信息演化规律,还原了富水隧道突水突泥灾害的演化全过程,将富水隧道突水突泥灾变过程分为:稳定开挖阶段、渗流阶段和破坏阶段,揭示了富水隧道突水突泥灾害发生机理。(3)采用ABAQUS有限元软件建立三维流固耦合模型,分析了隧道开挖过程中围岩水压力和位移的变化规律,探明了富水隧道开挖过程中突水通道形成→贯通→灾害发生全过程,揭示了富水隧道掌子面破坏及失稳机理,确定了不同工况下的极限防突体厚度,通过对比分析,模型试验、理论计算和数值模拟得出的极限防突体厚度较为吻合。(4)通过对富水隧道采用注浆加固和泄水降压措施的安全控制效果进行三维流固耦合数值分析,结果表明:通过对掌子面前方岩体及周边围岩进行预注浆,能够有效的分担衬砌水压力,控制掌子面变形;通过泄水降压措施能够降低掌子面背后水压力,确保了掌子面的稳定性。(5)针对富水隧道突水突泥的控制措施,对富水隧道典型断面进行现场监测,现场实测数据与数值模拟结果对比分析发现,两者的变化规律基本相同,数值相差较小,验证了防治措施的有效性。

关键词：富水隧道突水突泥模型试验灾变机理防治措施

浅埋小净距隧道洞口段围岩稳定性分析及变形控制研究

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浅埋小净距隧道洞口段围岩稳定性分析及变形控制研究

作者：张旭君重庆交通大学

学位级别：硕士

伴随我国经济高质量发展,我国交通领域高速公路建设发展迅速,而地形地貌是影响高速公路发展速度的关键因素,在我国西部地区有众多丘陵、高山地区,为进一步缩短高速路程,西部地区高速公路建设中含有大量的隧道工程。小净距隧道较常规分... 详细信息

伴随我国经济高质量发展,我国交通领域高速公路建设发展迅速,而地形地貌是影响高速公路发展速度的关键因素,在我国西部地区有众多丘陵、高山地区,为进一步缩短高速路程,西部地区高速公路建设中含有大量的隧道工程。小净距隧道较常规分离式隧道占地更小、平面线性更顺畅、并满足桥隧连接条件且符合建设工程与自然和谐审美的要求,所以小净距隧道是山区高速公路建设的常见的设计方案。但小净距隧道围岩应力状态复杂,隧道进洞是隧道工程的关键工程,而隧道洞口段埋深较浅,土体长期受到自然风化作用,围岩强度低,自稳能力差。在围岩不利的情况下,隧道工程安全事故常发生在隧道洞口段,故须采用合理的施工方法和支护措施,控制围岩变形,保障围岩稳定。本文以重庆某高速公路浅埋小净距隧道工程为背景,采取理论分析、数值模拟和现场监测等研究方法,对设计条件下隧道洞口段工程的围岩稳定性进行分析,根据依托工程的特点,开展围岩稳定性分析及变形控制研究,得出以下主要研究成果:(1)按照设计的施工方法对隧道进行开挖,采取数值模拟手段,从围岩应力场、位移场、塑性区分布、地表沉降及超前支护与初期支护的受力状态,对浅埋小净距隧道围岩的稳定性进行分析,得到围岩变形、应力及支护结构受力的变化规律。(2)针对超前管棚和超前小导管在不同支护参数条件下,通过对围岩的变形及支护结构受力情况进行数值模拟分析,得出浅埋小净距隧道洞口段合理的超前支护参数。超前管棚的合理参数为:管径取108mm,环向间距取35cm,管长取20m;超前小导管合理参数为:管径取45mm,管长取4m,外插角取15°。(3)采用数值仿真模拟方法,对浅埋小净距隧道洞口段不同施工方法条件下围岩变形控制效果进行分析,研究在不同施工方法下围岩的位移场、应力场、塑性区及支护结构的受力情况,得出依托工程的合理施工方法为台阶法。(4)基于合理的施工方法,对浅埋小净距隧道洞口段在掌子面不同纵向间距(左右线隧道开挖掌子面错距)的条件下,对先后行洞掌子面不同纵向间距对围岩变形的控制效果进行数值模拟分析,得出依托工程合理的掌子面纵向间距为1.5B(B为隧道的开挖宽度)。(5)在隧道施工过程中采取监控量测控制技术,分析隧道洞口段围岩的动态变形情况,将数值模拟计算结果与实测数据进行对比分析,验证围岩变形控制措施的有效性。

关键词：浅埋小净距隧道隧道洞口段超前支护围岩稳定性变形控制

软岩变截面隧道下穿既有隧道影响及施工控制技术研究

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软岩变截面隧道下穿既有隧道影响及施工控制技术研究

作者：钱洪智重庆交通大学

学位级别：硕士

交通是兴国之要,是强国之基。随着我国交通事业的不断发展,我国日益成为世界瞩目的交通强国。充分利用城市地下空间也成为城市交通可持续发展的重要一环。在现代化城市中地下交通网络不仅分布密集,还存在着不同用途的其他工程设施,故在... 详细信息

交通是兴国之要,是强国之基。随着我国交通事业的不断发展,我国日益成为世界瞩目的交通强国。充分利用城市地下空间也成为城市交通可持续发展的重要一环。在现代化城市中地下交通网络不仅分布密集,还存在着不同用途的其他工程设施,故在城市中进行新建隧道建设将不可避免与既有运营隧道路线交叉甚至重合,同时由于使用目的和交通量的改变,城市新建隧道中变截面隧道也日益增多。面对如此复杂的工程环境,如何保证新建软岩变截面隧道顺利施工,同时又减小对既有运营隧道的扰动,成为施工的重难点。文章以某新建软岩变截面隧道下穿既有隧道工程为依托,采用理论分析、数值模拟和监控量测等方法对软岩变截面隧道下穿对既有运营隧道的影响及相关施工控制措施进行研究。主要研究成果如下:(1)采用理论分析和数值模拟的方法对实际工况条件下新建软岩隧道变截面位置的初支结构及围岩进行力学行为分析,得出了扩大断面隧道的扩挖使得变截面位置初支结构变形及受力变化复杂;围岩竖向位移和主应力受变截面施工波动较大,且标准断面隧道右墙围岩处于相对不安全状态。(2)通过分析新建软岩变截面隧道下穿施工对既有隧道的二次扰动规律,得出变截面位置既有隧道围岩竖向附加位移值由大到小依次为:拱底>左墙>右墙>拱顶,既有隧道初支结构除产生明显的竖向附加位移外,还产生不同程度的纵向附加位移和转动附加位移,变截面位置既有隧道初支结构各特征点中最大附加轴力产生于拱顶位置,最大附加弯矩产生于拱底位置。(3)考虑新建隧道采用不同开挖顺序条件下对既有隧道初支结构附加位移、附加内力和围岩附加应力的影响情况,得出先开挖标准断面隧道再开挖扩大断面隧道为最优施工顺序,在此基础上分析了新建隧道采用不同开挖方法和不同开挖进尺条件下对既有隧道的扰动情况,得出了新建隧道合理的施工控制技术。(4)通过对新建软岩变截面隧道在不同支护条件下的控制技术进行研究,对比分析了新建隧道在不同喷混厚度、不同钢拱架间距和不同超前支护措施下既有隧道初支结构的附加位移、附加内力和围岩附加应力的变化情况,得出了新建软岩变截面隧道下穿既有隧道合理的支护控制技术。(5)通过对现场实测的监测数据与数值模拟的结果进行对比分析,验证了数值模拟结果的有效性;采用非线性回归方法对实测数据进行了拟合,得到变截面位置围岩位移的最佳拟合函数,并得出新建隧道变截面位置二衬施作的最佳时间。

关键词：软岩变截面既有隧道近接施工施工控制技术

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城市地下洞室群施工围岩稳定性研究

城市地下洞室群施工围岩稳定性研究

作者：杨爽重庆交通大学

学位级别：硕士

城市的发展对交通设施提出较高的要求,而能建设交通设施的城市地面空间却越来越少,此时,地下空间成了解决途径之一。在城市中进行地下工程（尤其是城市地下洞室群）施工时,将不可避免的穿过或接近各种已建成的建筑物,因此需要特别注意... 详细信息

城市的发展对交通设施提出较高的要求,而能建设交通设施的城市地面空间却越来越少,此时,地下空间成了解决途径之一。在城市中进行地下工程（尤其是城市地下洞室群）施工时,将不可避免的穿过或接近各种已建成的建筑物,因此需要特别注意地下工程施工对地表建（构）筑物的影响。同时,为了提高施工过程中的安全性,提高围岩的稳定性尤为重要。在施工时保证围岩的稳定,从而减少或消除对各种结构设施的影响,是城市地下工程施工的重难点。针对城市地下洞室群的施工建设和安全控制,以某地下环道工程为背景,对在城市复杂环境中地下洞室群施工对围岩的稳定性影响开展研究。论文主要研究成果如下:（1）对不同施工顺序条件下城市地下洞室群开挖过程中围岩的应力和位移变化进行了数值模拟分析,得到满足实际条件下城市地下洞室群的合理开挖顺序。（2）对城市地下洞室群在不同施工方法条件下围岩稳定性的影响进行了数值模拟分析,研究了各种不同施工方法下围岩位移、围岩应力和围岩变形比率的变化情况,得出城市地下洞室群合理的开挖方法。（3）通过研究不同支护条件下的围岩受力状况和围岩的位移变化规律,得出了城市地下洞室群的合理支护方式。（4）通过研究不同施工间距下围岩位移和应力状况,得出了城市地下洞室群底部连接道左右洞室的合理开挖间距。（5）通过现场监测所得到的数据与数值模拟得到的结果对比分析,验证了所采取的城市地下洞室群控制围岩稳定性措施的有效性。

关键词：地下洞室群围岩稳定性施工顺序施工方法

复杂环境下地下洞室群施工风险评估及防控措施研究

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复杂环境下地下洞室群施工风险评估及防控措施研究

作者：宋强重庆交通大学

学位级别：硕士

随着人们物质生活的不断提高,交通工具数量迅速增加,使得城市交通不堪重负。城市交通的快速发展,导致地面交通空间越来越少,开辟地下空间成为了城市交通建设的新方向。由于城市环境的复杂性,地下洞室群在施工过程中存在诸多风险因素,对... 详细信息

随着人们物质生活的不断提高,交通工具数量迅速增加,使得城市交通不堪重负。城市交通的快速发展,导致地面交通空间越来越少,开辟地下空间成为了城市交通建设的新方向。由于城市环境的复杂性,地下洞室群在施工过程中存在诸多风险因素,对地下洞室群的施工安全造成严重影响。因此,为了减小地下洞室群施工过程中的风险以及更好地指导工程实践,本文依托重庆市某地下环道三期地下洞室群工程,对复杂环境下地下洞室群进行施工风险评估及防控措施研究。主要研究成果如下:(1)结合城市地下洞室群环境的复杂性以及施工特点,构建了基于模糊层次综合评判法的城市地下洞室群施工风险评估模型。(2)采用城市地下洞室群施工风险评估模型对重庆市某地下环道三期地下洞室群进行了风险识别,并建立了地下洞室群施工风险评估指标体系;同时,进行了施工安全风险评估,得到了各区段的施工安全风险等级。(3)通过有限元数值分析,对风险等级为高度风险的重叠段开展不同开挖方法、开挖顺序以及开挖进尺的施工安全防控措施研究,结合安全性和经济性,研究结果表明:建议主通道隧道采用CD法,电力隧道采用全断面法,嘉滨路左右线隧道采用环形开挖预留核心土法的开挖方法;建议先开挖嘉滨路连接道隧道,再开挖电力隧道,最后开挖主通道隧道的开挖顺序;建议主通道隧道开挖进尺为2m,电力隧道开挖进尺为3m,嘉滨路左右线隧道开挖进尺为3m。(4)对比分析了地下洞室群施工现场监控量测值与数值模拟分析结果:数值模拟值和实测值均满足相对位移控制标准和位移变化速率控制标准,变形过程基本相同,曲线图形趋势类似,并验证了所采取防控措施的有效性。

关键词：地下洞室群风险评估模糊层次综合评判法施工防控措施数值模拟

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城市隧道交叉段施工力学行为研究

城市隧道交叉段施工力学行为研究

作者：文鑫重庆交通大学

学位级别：硕士

随着我国城市化的发展,地面土地资源日趋紧张,在此种情况下必然会向城市地下发展,开发地下空间资源,在开发过程中,会遇到各种各样的问题,城市隧道交叉段施工是城市地下空间开发中经常会遇到的问题之一。在交叉隧道施工的过程中,交叉段... 详细信息

随着我国城市化的发展,地面土地资源日趋紧张,在此种情况下必然会向城市地下发展,开发地下空间资源,在开发过程中,会遇到各种各样的问题,城市隧道交叉段施工是城市地下空间开发中经常会遇到的问题之一。在交叉隧道施工的过程中,交叉段的临空面比一般隧道大,力学行为也比正常隧道的力学行为复杂,一些理论还处在总结和积累经验阶段。本文依托解放碑地下环道三期工程,通过理论分析、数值模拟和现场监测等方法,针对其既处在空间交叉位置又处在平面结构交叉位置的交叉段区域,对其在施工过程中所产生的力学行为进行研究。本文主要研究成果如下:（1）采用数值模拟方法,分别对三种施工顺序进行了模拟。当先开挖连接道,再开挖电力隧道,最后开挖主通道时对交叉段的围岩应力、位移及初支应力影响最小。（2）对主通道开挖过程进行了三维数值模拟,分析了主通道开挖过程中交叉段围岩应力、位移及初期支护结构力学行为。分析得到:主通道的施工破坏了交叉段隧道原有的成拱效应,在主通道施工过程中,交叉段围岩应力、位移和初期支护应力普遍增大。在主通道左右两侧施工15m范围内,对交叉段围岩和支护影响较大,对交叉段墙角位置处影响最大,且主通道施工对交叉段围岩的主要影响范围在交叉口10m左右。（3）采用数值模拟方法,分别对四种施工工法和三种交叉部位加强支护长度进行了模拟。当交叉段采用双侧壁导坑法,主通道采用单侧壁导坑法的施工工法时,主通道开挖后交叉段隧道围岩应力、初期支护应力和围岩位移均为最小。交叉部位的初期支护加强后,所承担的围岩荷载也相应增加,随着交叉部位长度的增加,交叉段围岩应力有所减少,围岩位移变化不大。在交叉部位加强支护长度为15m时,围岩应力减少最多,初期支护所能承受的应力也最大,但从安全性和经济性的情况来看,选择交叉部位加强10m最合适。（4）对现场实测的围岩拱顶沉降和水平收敛数据进行分析,验证了数值模拟所得出的围岩位移规律,并通过非线性回归方法对围岩位移进行了拟合,得出了适合交叉段围岩位移的拟合函数,最后对实测数据与数值模拟结果进行对比,发现在误差允许的范围内,数值模拟结果符合实际工程。

关键词：隧道交叉段施工力学行为施工工法加强支护数值模拟