软弱围岩大断面隧道台阶法施工技术参数研究

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在山岭隧道软弱围岩隧道的开挖工法中,由台阶法延伸出的三台阶七步开挖工法因其独特的优势,应用越来越多。然而对于三台阶七步工法的主要施工参数研究还不够深入,这仍是软弱围岩大断面隧道中亟待进一步研究的重要课题。本文以吉林省延吉地区富岩1号隧道(V级围岩)为工程背景,通过理论分析与数值模拟相结合的研究方法对V级大断面软弱围岩的施工技术方案和技术参数进行了研究,为本项目和相关隧道工程的设计施工提供一定的借鉴和指导作用。主要研究内容包括:(1)总结软弱围岩大断面隧道的分类标准、发展现状和基本力学特征,分析三台阶七步开挖法在软弱围岩大断面隧道中的适用性,为研究三台阶七步开挖的施工技术参数做铺垫;(2)介绍三台阶七步开挖法的施工工艺,确定主要研究的施工技术参数为台阶长度和上台阶高度,选择不同工况进行数值模拟,得到三台阶七步开挖工法下隧道的各方向位移、初喷混凝土的第一主应力、钢拱架和锁脚锚管的最大压应力结果,并进行对比分析获得所研究施工参数对隧道的影响规律;(3)在研究了台阶长度和上台阶高度对初期支护变形和受力的影响规律后,本文进一步研究了开挖进尺的增大对隧道的影响,并选取了同时改变两个施工参数的多个工况,对参数的组合进行数值模拟,得到不同工况下的隧道的变形和受力。通过对不同工况的模拟结果进行对比分析,可以得到参数组合变化对隧道的影响规律。对比参数组合时,目的是在隧道的变形和位移没有增加的前提下,开挖进尺可以得到增加,开挖进尺增大就有利于缩短工期,降低成本。
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