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浅埋偏压双线隧道综合修筑关键技术研究

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成果简介:

本课题采用理论分析、现场试验、数值计算及实践验证相结合的方法,通过产学研结合进行技术攻关和工程应用,攻克了系列技术难题:

1、创立了考虑浅埋和偏压耦合因素下隧道浅埋偏压判定准则,弥补了规范仅针对浅埋或偏压单一指标判定方法的不足。

2、建立了基于winkler和Pasternak弹性地基梁理论并考虑施工过程的管棚变形预测计算模型,优化了管棚直径、环向间距、开挖进尺、地层反力系数等设计施工参数,完善了管棚计算方法和设计体系。

3、构建了基于强度折减法和尖点突变理论的围岩位移突变模型,制定了不同岩性条件下洞周极限位移管理值,有效评价了隧道施工过程的稳定性。

4、提出了一整套适用于浅埋偏压隧道综合修筑技术体系和施工控制措施,即“浅埋侧级配碎石分层反压回填+挡土墙+大管棚套拱+小导管+扩大拱脚+中台阶拱脚纵梁加固+锁脚锚杆(管)+临时仰拱+分区控制爆破+超短三台阶法”,为浅埋偏压隧道结构稳定、变形有效控制及自然环境的保护提供了技术条件。

综上所述,该项目基础理论和关键技术应用研究成果系统全面,经济效益、社会效益和环保效益显著,应用推广前景广阔,总体上达到国内领先水平。

成果创新性:

1、创立了考虑浅埋和偏压耦合因素下隧道浅埋偏压判定准则。

2、建立了考虑施工过程的管棚变形预测计算模型。

3、构建了基于强度折减法和尖点突变理论的围岩位移突变模型。

4、提出了“浅埋侧级配碎石分层反压回填+设置挡土墙+大管棚套拱+小导管+扩大拱脚+中台阶拱脚纵梁加固+锁脚锚杆(管)+临时仰拱+分区控制爆破+超短三台阶法”一整套适用于浅埋偏压隧道综合修筑技术体系和施工控制措施。虑浅埋、偏压地质、隧道埋深、围岩埋深、围岩优劣、开挖条件、掌子面变形和初期支护延滞效应等因素,建立超前预支护和隧道开挖时-空三维力学模型,揭示管棚内在作用机理,探求开挖过程中围岩位移场和应力场分布规律;确定合理的进洞顺序和方案,优化管棚和支护参数设计,提出浅埋偏压隧道成套综合修筑技术,形成技术标准,便于工程技术人员理解和推广应用。