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复杂条件立体换乘车站交叉段围岩稳定控制技术研究

作　者: 路啸
导　师: 黄明利
学　校: 北京交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 特大断面围岩稳定交叉隧道相互影响数值模拟
分类号: U451.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 32次
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内容摘要

随着我国国民经济的迅速发展,城市人口规模不断扩大,为缓解交通压力,大量的城市隧道需要修建。因此,研究大断面浅埋隧道施工技术有着重要的意义。论文依托重庆轨道交通三号线红旗河沟车站工程,运用数值分析、现场监控量测以及工程类比等手段,首先对红旗河沟车站上覆围岩稳定性进行了研究,并对B、D交叉段隧道相互影响的机理进行了研究。然后使用大型有限元分析软件MIDAS/GTS对大跨浅埋隧道交叉段的施工工法进行了数值模拟,从土层沉降、衬砌变形、拱顶沉降以及初支应力等方面论述了大跨浅埋隧道交叉段开挖后的围岩变形和应力分布状况。本文主要研究内容及成果如下：1.特大断面超浅埋隧道上覆围岩稳定性研究阐述研究了覆围岩稳定性和利用特征曲线确定支护参数的方法,以理论分析、数值模拟为手段,分析了车站无支护时上覆岩层的稳定厚度,以此为指导利用特征曲线法确定合理的支护参数。2.交叉隧道施工影响机理研究阐述了交叉隧道施工相互影响的机理和理论,通过数值模拟的手段,分析了交叉隧道的单洞影响范围、超前影响距离等,以此指导施工,当施工到交叉隧道的影响范围内时,需要严密监控,保证安全。3.交叉断面开挖方案优化采用数值模拟的手段,对交叉口的初支进行了分析,研究六号线施工时,对已建成三号线衬砌的影响,并结合实际阐述了实际施工时对交叉口的加固处理措施。4.交叉隧道的施工减震技术研究阐述了当前主要使用的爆破技术,分析了各种爆破技术的优缺点,提出在交叉隧道中实际应用的爆破方案,并取得良好的效果。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
目录  8-10
1 绪论  10-24
  1.1 问题的提出及研究意义  10-11
    1.1.1 问题的提出  10
    1.1.2 研究意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-17
    1.2.1 交叉隧道相互影响的研究现状  11-13
    1.2.2 上覆围岩稳定性研究现状  13-15
    1.2.3 爆破振动的影响及控制技术研究现状  15-17
  1.3 所依托的工程背景  17-22
    1.3.1 工程概述  17-19
    1.3.2 工程地质和水文地质  19-21
    1.3.3 地面建筑物及市政管线  21-22
  1.4 本文的研究内容及方法  22-24
    1.4.1 研究内容  22-23
    1.4.2 研究方法  23-24
2 上覆围岩稳定性研究  24-60
  2.1 概述  24
  2.2 地质参数及土石交界确定  24-25
  2.3 上覆岩层稳定性分析  25-39
    2.3.1 岩层覆跨比法  25-26
    2.3.2 结构力学法  26-30
    2.3.3 数值分析法  30-38
    2.3.4 各种稳定性分析方法结果比较  38-39
  2.4 交叉隧道合理支护参数的确定  39-59
    2.4.1 最小支护力的确定  39-40
    2.4.2 特征曲线法  40-42
    2.4.3 各断面围岩特征曲线的确定  42-44
    2.4.4 各断面支护参数研究  44-52
    2.4.5 实际支护效果评价  52-59
  2.5 本章总结  59-60
3 交叉隧道施工影响机理研究  60-70
  3.1 概述  60-62
  3.2 近接隧道施工影响分区标准  62-63
  3.3 交叉段三号线的单洞影响范围  63-66
  3.4 交叉段六号线的超前影响距离  66-69
  3.5 本章总结  69-70
4 交叉断面开挖方案优化及加固工艺研究  70-86
  4.1 概述  70
  4.2 交叉段六号线D断面施工开挖备选方案  70-71
  4.3 交叉段车站开挖方案数值模拟  71-78
    4.3.1 计算目的  71
    4.3.2 计算模型  71-72
    4.3.3 数值模拟结果分析  72-78
  4.4 车站开挖方案优化结果  78-80
  4.5 交叉段加固施工技术及工艺  80-84
    4.5.1 D断面初支加固措施  80-81
    4.5.2 B断面侧开预留小导洞部位加固措施  81-82
    4.5.3 车站侧壁风道口加固措施  82-83
    4.5.4 车站核心土解除后的支撑加固措施  83
    4.5.5 小里程端TBM过站临时底板措施  83-84
  4.6 本章总结  84-86
5 交叉隧道的施工减震技术研究  86-94
  5.1 概述  86
  5.2 微震爆破技术研究  86-92
    5.2.1 爆破振动分析  86-90
    5.2.2 减震爆破技术现状研究  90
    5.2.3 减震爆破技术方案研究  90-92
  5.3 交叉隧道减震爆破方案  92-93
  5.4 本章总结  93-94
6 结论  94-96
  6.1 研究成果及结论  94-95
  6.2 对后继工作的建议  95-96
参考文献  96-98
作者简历  98-102
学位论文数据集  102

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