单线铁路隧道IV级围岩全断面施工及其适用评价体系研究

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:siman2008
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隧道工程中工法选取的合理性,除了决定结构安全性稳定性之外,对于工程建设的工期长短、人力投入、物资耗费等多方面问题也有着直接影响,从而很大程度上决定着整个工程的经济性和其造成的社会效益。本文依托于大瑞铁路项目中的关键工程——老尖山隧道开展隧道工程快速施工技术的研究,主要研究内容及成果如下:
  (1)详细分析铁路隧道和公路隧道的行业规范,主要是工法选择部分,同时对已建成且具有相似或相近地质条件的隧道所实际采用的施工工法进行调研。依托老尖山隧道IV级围岩段的地质概况水文概况,综合规范要求和调研结果,考虑不同工法对施工效率的影响,最终将全断面法和台阶法作为拟定工法。另一方面根据规范和行业经验详细阐述了老尖山隧道IV级围岩段的配套支护方案与参数设计。
  (2)依托于老尖山隧道实际地质条件及隧道结构设计参数,利用Flac3D有限差分软件对IV级围岩段最广泛使用的台阶法施工安全性进行了研判,评估了该设计方案的可行性。同时对全断面法方案的可行性进行了系统研究。结果显示,两种工法的应力位移等计算结果差异甚微,全断面法在IV级围岩中也可以很好地保证隧道安全性和稳定性。出于提高施工效率的目的,建议采用全断面法开挖。
  (3)基于(1)和(2)的研究成果,对采用全断面法的现场施工技术进行了详细阐述,包括施工工艺、主要爆破方案设计、支护流程及效果等。对老尖山隧道主要研究工段的洞周位移场进行监控,在验证(2)中结果可靠性的同时,进一步论证现场施工全过程的稳定性。另一方面,将位移场的监控数据作为现场各工序施作和调整的主要依据,随时对现阶段施工效果进行评估。
  (4)IV级围岩条件下采用全断面施工工法在某些条件下是可行的,且对提高施工效率、降低施工成本有可观的推进作用。在(1)~(3)的研究基础上,依据现有老尖山隧道IV级围岩段详细的地质物理参数,利用模糊层次分析法将四种关键性岩体参数综合考虑在内,建立了全断面工法在IV级围岩隧道中的适用标准。结果显示,当综合评判指标结果大于0.92时,建议可考虑使用全断面法施工,并结合部分既有隧道工程的围岩参数验证了上述标准的可靠性。
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