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山岭公路小净隧道施工安全控制技术研究

作　者: 李盼
导　师: 黄仁东
学　校: 中南大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 小净距隧道地质预报监控量测数值模拟安全控制
分类号: U455.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着我国高速公路的快速发展,公路隧道建设的数量也日益增多,小净距隧道作为一种新兴的隧道结构形式,以其特有的优势越来越多的被采纳推广。然而,由于这类隧道结构型式特殊性,在设计和施工过程中均存在许多关键问题需要解决。小净距公路隧道在施工过程中的围岩稳定性分析成为保障隧道施工安全的一个重要环节。地质预报、监控量测作为保障安全、优化设计和指导施工的重要手段,对减少小净距隧道施工风险具有重要意义。本文在参阅国内外相关文献的基础上,依托坪子头隧道施工工程,对地质预报、监控量测在小净距隧道施工围岩稳定性中的运用进行了系统的研究,主要研究内容和成果如下：(1)分析了影响小净距隧道施工前围岩稳定性的因素及现有地质超前预报方法的优缺点,并选取合适的地质预报方法设计了预报方案,对依托工程坪子头隧道进行了实例分析。(2)研究了围岩稳定性监控量测的方法,依托工程实际设计了坪子头隧道围岩稳定性监测方案,通过分析坪子头隧道小净距段现场监测数据得出了坪子头隧道小净距段围岩稳定性的一般规律。(3)通过有限元数值分析方法,对小净距隧道施工力学关键因素选取不同的组合方式进行了模拟分析,并通过相互比较,得出了隧道埋深、净距及围岩级别对小净距隧道围岩稳定性影响规律。(4)针对影响小净距隧道稳定的不利因素,提出了施工过程中保证施工安全的控制措施。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
第一章绪论  10-19
  1.1 概述  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-16
    1.2.1 国外小净距隧道研究现状  12
    1.2.2 国内小净距隧道研究现状  12-16
  1.3 论文的研究目的及意义  16-17
  1.4 论文的主要研究内容和方法  17-19
    1.4.1 研究内容  17
    1.4.2 研究方法  17-19
第二章坪子头隧道工程概况  19-26
  2.1 概述  19
  2.2 工程地质条件  19-21
  2.3 水文地质条件  21-22
  2.4 隧道设计  22-24
    2.4.1 隧道总体设计  22
    2.4.2 隧道洞口设计  22-23
    2.4.3 小净距段分布统计  23-24
  2.5 隧道施工工艺  24-25
  2.6 本章小结  25-26
第三章小净距隧道施工围岩稳定性预报技术研究  26-47
  3.1 小净距隧道施工地质影响因素  26-27
  3.2 预报的项目及手段  27-29
    3.2.1 地质预报项目  27
    3.2.2 地质预报手段  27-29
  3.3 坪子头隧道地质预报方案设计  29-31
    3.3.1 目的和目标  29-30
    3.3.2 地质预报主要项目  30
    3.3.3 超前地质预报分类  30-31
    3.3.4 地质预报系统程序  31
  3.4 地质预报实例分析  31-46
    3.4.1 TGP206长距离地质预报  32-36
    3.4.2 地质雷达中距离地质预报  36-40
    3.4.3 瞬变电磁仪中距离地质预报  40-42
    3.4.4 短距离地质素描分析  42-46
  3.5 本章小结  46-47
第四章小净距隧道施工围岩稳定性监测技术研究  47-62
  4.1 小净距隧道围岩变形的影响因素  47-48
  4.2 隧道监控量测项目及手段  48-52
  4.3 坪子头隧道施工监测方案设计  52-55
    4.3.1 目的和目标  52-53
    4.3.2 监控量测主要项目  53-55
    4.3.3 隧道监控量测系统程序  55
  4.4 小净距段施工监测成果分析  55-61
    4.4.1 洞内观察  56
    4.4.2 地表沉降  56-57
    4.4.3 拱顶下沉及周边收敛  57-61
  4.5 本章小结  61-62
第五章小净距隧道施工力学关键因素分析  62-84
  5.1 引言  62
  5.2 建立模型  62-64
  5.3 模拟结果分析  64-83
    5.3.1 位移分析  64-70
    5.3.2 应力分析  70-77
    5.3.3 塑性区分析  77-83
  5.4 本章小结  83-84
第六章小净距隧道安全控制技术研究  84-89
  6.1 超前支护  84-85
    6.1.1 超前自进式锚杆  84
    6.1.2 超前小导管  84
    6.1.3 超前锚杆  84-85
  6.2 洞身施工  85-86
    6.2.1 洞口开挖及加固  85
    6.2.2 Ⅲ级围岩开挖  85
    6.2.3 Ⅳ级围岩开挖  85-86
  6.3 中夹岩柱加固  86
  6.4 信息化施工  86-87
    6.4.1 围岩的准确分级  87
    6.4.2 不良地质地段的施工  87
    6.4.3 初期支护的设计和施工  87
    6.4.4 二衬的信息化施工  87
  6.5 施工突发事件控制  87-88
    6.5.1 涌水突泥  87-88
    6.5.2 塌方及大变形  88
  6.6 本章小结  88-89
第七章结论与展望  89-91
  7.1 结论  89-90
  7.2 展望  90-91
参考文献  91-96
致谢  96-97
攻读硕士学位期间的研究成果  97

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