【博士】云南山嶺公路隧道修筑技術(shù)研究【2009】

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　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：長安大學(xué)　　學(xué)位年度： 2009年　　我國西部廣大地區(qū)地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，山嶺區(qū)公路建設(shè)中遇到大量的隧道工程?！　榱颂嵘綆X公路隧道修筑技術(shù)水平，并豐富和發(fā)展我國公路隧道的設(shè)計與施工方法，本文采用調(diào)查分析、數(shù)值模擬和模型試驗等方法從隧道圍巖壓力特征與取值、隧道結(jié)構(gòu)選型、設(shè)計技術(shù)、施工工法、動態(tài)反饋設(shè)計與信息化施工等方面開展了山嶺公路隧道設(shè)計與施工技術(shù)的系統(tǒng)研究。論文研究的主要結(jié)論如下：　　(1)研究了單洞隧道、連拱隧道和小凈距隧道圍巖壓力及深埋隧道圍巖的形變壓力。其中，對于單洞隧道，分別提出了深埋單洞隧道的圍巖水平壓力、地面接近水平時淺埋隧道的圍巖壓力、地形偏斜時淺埋隧道圍巖壓力的計算方法；對于連拱隧道，提出了深埋連拱隧道圍巖壓力、連拱隧道深淺埋分界值、淺埋連拱隧道圍巖壓力和偏壓地形圍巖壓力計算方法；對于小凈距隧道，提出了深埋小凈距隧道的圍巖壓力、作用在深埋小凈距隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)的水平土壓力荷載和隧道均布垂直壓力及兩側(cè)水平圍巖壓力的計算方法；在深埋隧道圍巖的形變壓力方面，研究了單洞隧道形變壓力計算、作用在隧道二次襯砌之上的形變壓力和隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)之上的圍巖的形變壓力的計算問題。在對復(fù)雜地質(zhì)條件下山嶺公路隧道圍巖分級研究的基礎(chǔ)上，提出了其物理力學(xué)參數(shù)確定方法?！　?2)通過山嶺公路隧道結(jié)構(gòu)選型分析認(rèn)為，無論是分離式隧道、連拱隧道、小間距隧道都有其各自的優(yōu)點，因此，不能一概而論那種形式最好，它們都有各自適用的條件，只有基于這些條件下，才可論證其優(yōu)劣。當(dāng)對該處進(jìn)行各種隧道方案的對比時，考慮到工程造價制約，選用分離式隧道；以環(huán)境保護(hù)、占地寬度、接線難度為首選條件，則選用連拱隧道或小間距隧道。當(dāng)對連拱隧道和小間距隧道舉棋不定時：若考慮到占地面積極少、地形特別復(fù)雜、橋隧接線、景觀設(shè)計、科技創(chuàng)新、地質(zhì)預(yù)報、環(huán)境保護(hù)角度，連拱隧道優(yōu)于小間距隧道。若考慮工程造價、施工難度，可以優(yōu)選小間距隧道。同時，還討論了特殊地質(zhì)條件下公路隧道的結(jié)構(gòu)選型問題?！　?3)針對山嶺公路隧道設(shè)計問題，分別研究了分離式隧道、連拱隧道和小凈距隧道的設(shè)計技術(shù)。對于分離式隧道，研究了隧道的洞室結(jié)構(gòu)、支護(hù)結(jié)構(gòu)與類型、超前支護(hù)參數(shù)、初期支護(hù)措施、二次襯砌參數(shù)和預(yù)留變形量參數(shù)。在連拱隧道設(shè)計方面，研究了連拱隧道的結(jié)構(gòu)型式、中墻的設(shè)計、防排水、襯砌支護(hù)參數(shù)、洞外接線型式，并進(jìn)行了各種襯砌斷面的比較。在小凈距遂道設(shè)計方面，研究了隧道支護(hù)體系選取對策，并結(jié)合云南平年小凈距隧道的實際工程情況，進(jìn)行了有偏壓和錯臺情況下的相似模型試驗，采用二維和三維數(shù)值計算方法對小凈距隧道在淺埋、偏壓、有錯臺高度的情況下各個施工階段的位移和應(yīng)力進(jìn)行了研究?！　?4)對于連拱隧道的中墻型式設(shè)計，作者提出應(yīng)綜合分析連拱隧道所處位置的地形、地質(zhì)條件，隧道洞口的接線條件，全面分析整體直中墻、中空直中墻、分層直中墻、整體曲中墻、中空曲中墻和三層曲中墻的適用條件，擇優(yōu)選擇。同時，認(rèn)為在條件允許的情況下，可較多地考慮三層曲中墻連拱隧道型式。　　(5)研究了山嶺公路隧道中分離式隧道、連拱隧道和小凈距隧道的施工工法。針對分離式隧道，分別研究了洞口施工、洞身開挖、初期支護(hù)、二次襯砌的施工，并提出了不良地質(zhì)段分離式隧道施工方法。針對連拱隧道，對比分析了連拱隧道典型施工方法，研究了其洞口與明洞施工、超前支護(hù)、中導(dǎo)洞的掘進(jìn)與初期支護(hù)、中墻施工、主洞的掘進(jìn)與初期支護(hù)、二次襯砌以及特殊與不良地質(zhì)條件下的連拱隧道施工。對于小凈距隧道施工，提出了小凈距隧道施工措施選取的原則及對策、相鄰隧道掌子面合理距離、支護(hù)體系的施作時機的確定方法、開挖、爆破控制等施工技術(shù)和中巖墻加固技術(shù)。　　(6)在山嶺公路隧道動態(tài)反饋設(shè)計與信息化施工方面，提出了信息化施工的執(zhí)行程序、數(shù)據(jù)采集手段和數(shù)據(jù)處理與信息反饋手段、動態(tài)反饋設(shè)計與信息化施工的實施要點與流程?！　?

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