【碩士】甘肅黃土公路隧道設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究【2007】

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　　學(xué)科專業(yè)：交通運(yùn)輸工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：長(zhǎng)安大學(xué)　　學(xué)位年度： 2007年　　黃土隧道是難以修建且建成后病害較多的一類隧道。本文以甘肅省黃土公路隧道為工程依托，通過(guò)研究總結(jié)甘肅省黃土隧道的工程地質(zhì)特點(diǎn)、典型黃土隧道有限元分析、黃土公路隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、黃土公路隧道殲挖方法及優(yōu)缺點(diǎn)、支護(hù)的選型與優(yōu)化、隧道施工組織與控制、隧道質(zhì)量檢測(cè)方法及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，得到了以下結(jié)論：　　黃土公路隧道數(shù)值仿真表明：襯砌豎向壓力呈兩側(cè)大中間小的分布形式，但其階段之間變化規(guī)律隨埋深而有所不同，最大側(cè)向壓力發(fā)生位置不同，現(xiàn)行規(guī)范中側(cè)向荷載系數(shù)值偏低；在淺埋隧道中，一次襯砌拱部彎矩中間大兩側(cè)小，邊墻彎矩相對(duì)較小，仰拱壓力呈現(xiàn)兩側(cè)大中間小的分布規(guī)律，其彎矩為負(fù)彎矩，拱腰處軸力較大；在深埋隧道中，一次襯砌拱部彎矩呈拱頂處小兩側(cè)大分布性態(tài)，墻腳處彎矩值較大，仰拱壓力和彎矩相對(duì)較大，拱腰處軸力較大；二次襯砌拱部彎矩值較小，軸力幾乎處于均布狀態(tài)，可按軸對(duì)稱圓筒理論進(jìn)行拱部襯砌設(shè)計(jì)和強(qiáng)度驗(yàn)算。淺埋黃土公路隧道施工完成后地面大量浸水，會(huì)使得拱上土體呈整體下沉趨勢(shì)，襯砌豎向壓力增大。開挖后浸水，一次襯砌拱頂處軸力減小，墻部襯砌和仰拱軸力增大。黃土公路隧道在施工中拱部極易發(fā)生小的坍塌，但隨著時(shí)間的推移，圍巖壓力趨于均勻分布，淺埋隧道圍巖壓力“貓耳朵“分布形狀較為明顯。仰拱在深埋與淺埋隧道中的作用不盡相同，在淺埋隧道中仰拱受力相對(duì)較小，但對(duì)維護(hù)隧道結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期穩(wěn)定的作用不可替代，在深埋隧道中仰拱受力相對(duì)較大，且兩端大，中間小。　　黃土公路隧道采用兩次模筑襯砌的設(shè)計(jì)中，二襯承受荷載相對(duì)較小，其設(shè)計(jì)計(jì)算方法與“新奧法"的設(shè)計(jì)有較大的區(qū)別。除老黃土及未風(fēng)化的紅色泥巖外，不宜設(shè)置三車道隧道斷面。黃土隧道初次襯砌起拱線以上宜采用變截面結(jié)構(gòu)；二次襯砌仰拱與側(cè)墻的連接采用小半徑圓?。怀跗谥ёo(hù)采用格柵拱架代替工字鋼拱架。　　對(duì)含水量不高的一般黃土隧道宣采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑先拱后墻正臺(tái)階法施工；對(duì)于軟弱的飽和黃土、風(fēng)化軟弱的泥巖段及淺埋段宜采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑先墻后拱反臺(tái)階法施工；在膠結(jié)較好的老黃土及未風(fēng)化的紅色泥巖段，可采用新奧法短臺(tái)階進(jìn)行施工。對(duì)雙車道隧道斷面，可采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法(CD法)進(jìn)行施工，對(duì)緊急停車帶三車道大斷面坦拱隧道，可采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行施工。　　

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