围岩施工技术论文提纲

论文题目：浅埋偏压软弱围岩隧道洞口段施工技术与稳定性研究

摘要：在山区隧道施工过程中,由于存在浅埋、偏压等不良地质条件,极易引发隧道出现大变形、坍塌等工程事故,不仅造成人民生命财产的损失,并且还会给整条隧道的施工安全带来极大的影响。因此本文以贵州正习高速公路天鹅穴隧道为依托,采用理论总结、数值仿真模拟和现场监控量测等方法,针对浅埋偏压软弱围岩隧道洞口段施工技术以及开挖过程中隧道的稳定性问题进行了研究,本文的主要研究内容及研究成果如下:（1）系统分析了浅埋偏压软弱围岩隧道的地质特性以及不良地质条件对洞口段施工的影响,并对洞口段消除偏压效应的手段措施、隧道开挖方法、洞内支护方式及其适用特点进行了归纳总结。（2）结合实际工程情况,基于连续介质的地层-结构法,通过数值模拟分析了双侧壁导坑法、CRD法、环形预留核心土法、CD法四种不同施工方法的隧道围岩位移、围岩应力以及初期支护结构的应力变化规律,并综合考虑隧道施工安全、施工难度、施工工期以及施工经济性等各方面的差异性,得出四种施工工法均满足隧道施工安全要求,但环形预留核心土法在施工难度、施工工期、施工经济性上更有优势;确定了天鹅穴隧道洞口浅埋偏压段最佳开挖方法为环形预留核心土法。（3）基于环形预留核心土法开挖,采用MIDAS/GTS数值模拟软件,对浅埋偏压软弱围岩隧道稳定性的影响因素进行讨论,通过调整左、右洞开挖顺序以及左、右洞掌子面间距,进一步对比分析了隧道施工过程中围岩位移、围岩应力状态以及初期支护结构的受力变形特征,获得了天鹅穴隧道在环形预留核心土法施工过程中最合理的开挖工序以及掌子面间距。（4）结合现场洞口段监控量测得到的拱顶下沉、周边收敛以及地表沉降数据,得出浅埋偏压软弱围岩隧道施工过程中围岩位移的变化规律曲线,并与数值模拟结果进行对比分析,验证洞口段环形预留核心土法开挖方案的合理性与正确性,并以此为类似工程提供有效的技术支撑。

关键词：浅埋偏压;软弱围岩;施工技术;稳定性;监控量测

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 软弱围岩隧道研究现状

1.2.2 浅埋偏压隧道研究现状

1.2.3 隧道洞口消除偏压效应的手段措施研究现状

1.2.4 洞口段开挖方法研究现状

1.2.5 隧道洞口段稳定性研究现状

1.3 研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第二章 浅埋偏压软弱围岩隧道洞口段施工技术

2.1 浅埋偏压软弱围岩隧道

2.1.1 浅埋隧道

2.1.2 偏压隧道

2.1.3 软弱围岩隧道

2.2 浅埋偏压软弱围岩隧道洞口段施工技术

2.2.1 洞口段施工原则

2.2.2 隧道洞口段消除偏压的手段措施

2.2.3 洞口段开挖方法

2.2.4 洞内支护措施

2.3 本章小结

第三章 浅埋偏压软弱围岩隧道施工工法比选研究

3.1 工程概况

3.1.1 工程背景

3.1.2 气象、水文

3.1.3 地形地貌

3.1.4 地层岩性

3.1.5 地质构造

3.1.6 地下水

3.2 MIDAS/GTS有限元分析

3.2.1 MIDAS/GTS数值模拟软件的基本原理

3.2.2 MIDAS/GTS分析求解的基本步骤

3.2.3 MIDAS/GTS有限元分析计算模型的建立

3.2.4 工况设计

3.3 双侧壁导坑法开挖数值模拟

3.3.1 双侧壁导坑法开挖方案

3.3.2 双侧壁导坑法网格划分

3.3.3 双侧壁导坑法计算结果分析

3.4 环形预留核心土法开挖数值模拟

3.4.1 环形预留核心土法开挖方案

3.4.2 环形预留核心土法网格划分

3.4.3 环形预留核心土法计算结果分析

3.5 CRD法开挖数值模拟

3.5.1 CRD法开挖方案

3.5.2 CRD法网格划分

3.5.3 CRD法计算结果分析

3.6 CD法开挖数值模拟

3.6.1 CD法开挖方案

3.6.2 CD法网格划分

3.6.3 CD法计算结果分析

3.7 四种施工工法计算结果对比分析

3.7.1 围岩位移场对比分析

3.7.2 围岩应力场对比分析

3.7.3 初期支护结构应力场对比分析

3.8 隧道施工工法实用性对比

3.8.1 隧道施工工法安全程度对比分析

3.8.2 施工工法难易程度及其工期因素对比分析

3.8.3 施工工法经济性对比分析

3.9 本章小结

第四章 浅埋偏压软弱围岩隧道稳定性影响因素分析

4.1 开挖顺序对浅埋偏压软弱围岩隧道稳定性的影响分析

4.1.1 工况设计

4.1.2 不同开挖顺序对隧道围岩位移的影响分析

4.1.3 不同开挖顺序对围岩应力的影响分析

4.1.4 不同开挖顺序对初期支护结构应力的影响分析

4.2 掌子面间距对浅埋偏压软弱围岩隧道稳定性的影响分析

4.2.1 工况设计

4.2.2 不同掌子面间距对围岩位移的影响分析

4.2.3 不同掌子面间距对围岩应力的影响分析

4.2.4 不同掌子面间距对初期支护结构应力的影响分析

4.3 本章小结

第五章 天鹅穴隧道洞口段现场监控量测分析

5.1 隧道施工监控量测的目的意义

5.2 隧道施工现场监控量测方案

5.2.1 现场监控量测必测项目

5.2.2 现场监测点布置

5.2.3 隧道监控量测数据信息的采集与处理

5.2.4 隧道围岩稳定性评判标准

5.3 现场监测结果分析

5.3.1 地表沉降

5.3.2 拱顶下沉

5.3.3 周边收敛

5.4 数值模拟与实测结果对比

5.4.1 地表沉降

5.4.2 拱顶下沉

5.4.3 周边收敛

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 主要研究结论

6.2 展望

致谢

参考文献