原创《浅埋大跨小净距黄土隧道开挖施工工法选择分析》：这是一篇与工法论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
摘 要：本文主要以武-西高速公路桃花峪黄土隧道为研究案例,凭借场地试验与信息模拟的方式,研究格栅和型钢支护体系对浅埋大跨小净距黄土隧道的影响及效果,在Ⅴ级黄土隧道中,凭借双侧壁的方式开展挖掘施工,围岩会出现弹塑性形变,塑性区间扩张的范围会很广,要求立即进行支护,格栅支护以及型钢支护对其塑性发展区间大致相同.
关键词：双侧壁法 格栅支护 型钢支护
1.工程概况
桃花峪隧道的地址位于武西高速桃花峪黄河大桥南段引线,横穿邙山,原本的设计方案是双连拱隧道,之后变成了小净距.隧道入口区域里程及规划高程分别是ZK36+680、14 5.9 6 5 m,隧道出口区域里程及规划高程分别是ZK37+260、155.063m,隧道底板最深处的埋深为55.544m,其位置处在K36+960处,该项目总长580m,隧道的内路面的坡度设置为2%,纵向坡度氛围两端进行设置：ZK36+680至ZK37+200处的坡度设置为2.30%；ZK37+200至ZK37+260段的坡度设置为-0.35%.单个洞体的挖掘深度大致是17.3m,挖掘的截面面积达到了173.8m2,埋深多在20m左右.
2.工程难点
（1）黄土：黄土系指具备各个方向的原生与结构节理土质,特别是垂直节理发展,存在较大的连续性,结构当中有较多的孔洞土质松散且密度不高,不抗水的颗粒架构让黄土遇见水时容易出现瓦解、脱落的情况,其自身的承载性能较差,有一定的湿陷性,在隧道挖掘的环节当中很容易就会出现沉降形变的情况.在隧道项目中,将黄土土质看作是一种不良的地质环境.
（2）小净距：小净距隧道非常罕见,桃花峪隧道属于一座穿过黄土土质的小静距隧道工程,并且在施工技术上相对较为欠缺.
（3）浅埋偏压：隧道埋深深度相对较小,黄土数值呈现节理发育,并且土质相对松散,地面表层会由于被施工中的扰动影响,进而产生开裂故障,一般情况下会伴随着隧道挖掘工作的开展而出现裂缝的情况.
3.施工方法及数值计算
3.1施工方法
（1）开挖次序.洞体挖掘借助挖机与人工相结合的形式作业,隧道挖掘的跨度、高度是17.68m与12.53m（为预留沉降值为25cm）,黄土围岩土质松软,不具备自稳性能,所以借助分部挖掘的形式,使用双侧壁导坑的形式挖掘.①左导洞上半部的挖掘,周边土体的初期支护及临时支护.②滞后4～6m,左导洞中部挖掘,对附近土体进行支护,并施作左导洞水平方向支撑.③滞后4～6m,左导洞下半部挖掘,对附近土体进行支护.④滞后4～6m,右导洞上半部土层挖掘,对附近土体进行支护.⑤滞后4～6m,右导洞中部土体挖掘,对附近土体进行支护,并施作右导洞水平方向支撑.⑥滞后4～6m,右导洞下部土体挖掘,对附近土体进行支护.⑦中部土体上层使用阶梯开挖的方式,进行拱部初期支护施工.⑧中部土体中部阶梯挖掘.⑨中部土体下层使用阶梯开挖的方式,进行仰拱底部初期支护施工.
（2）施工控制要点.①3部土体开挖主要是联用挖掘机和人工挖掘方式,滞后2部是4～6m,并且每循环的掘进深度是0.5m,在作业环节中注意挖掘将近开挖线30cm左右时借助人工挖掘的形式进行开挖.3部土体初期支护结束之后,可以运用回填土层的方式,使得作业设备的顺畅运行得到保障.②右侧壁导洞4、5、6部土体挖掘形式与1、2、3、部土体挖掘的形式相同,但要求严格管理其步长,换一句话来说就是滞后≥15m.③7部土体借助环形挖掘预留核心土的形式进行挖掘,重心土长度3～5m,环形区域借助人工挖掘的形式进行,注重与1、4部开挖初期支护的实施相连接.每循环进尺0.5m.④滞后4～6m的间距,借助挖掘机挖掘8部土体,借助人工的形式加以修整,以免出现挖掘机破坏支护工作的情况出现.根据围岩测定的结果,合理地进行开挖进尺的调整.
3.2数值计算
（1）计算模型及参数.选择一段隧道进行分析,隧道上覆土层的实际厚度控制在40m,结合隧道的实际规模,将模型设计成长及高分别是100m、90m,并且进尺50m.计算数值见表1.
借助有限元软件MIDAS/GTS展开研究,在此当中土层是实体单位,借助摩尔-库伦破坏理论,初期支护以及二次衬砌都视为壳体单位.
（2）计算结果.以隧道进深方向10m处断面当做是标准,指定出其拱顶沉降与挖掘时间的变化曲线图.针对拱顶沉降变化曲线进行深入的分析之后能够得到：①这种施工方式结束之后,地表沉降槽曲线和单洞隧道并不会出现很大的差异,最大地表沉降也会出现在两条隧道的*,最大数值为64.5mm,影响因素主要是两隧道之间的间距,拱部土体挖掘以及临时支撑拆除对地表沉降的作用很强；②由塑性区分布状况,能看出黄土隧道作业塑性区间拓展范围较大,在两隧道的中间线区域重合交叠并向上发展直到土层表面,能使地表开裂,并强化其在初衬层面上的荷载作业,隧道塑性区间散落在拱脚处,且分布大而显著,建设过程当中要求强化其衬砌.
3.3试验段台阶法施工
（1）洞口20m选择短台阶七步挖掘的方式.①挖掘1部土体,在周边开展初期支护施工,每循环的掘进深度是0.5m.②滞后1部间距控制在5m,进行2部土体的开挖施工,开展初期支护施工,每循环的掘进深度是0.5m.③滞后2部间距控制在2.5m,进行3部土体的开挖施工,开展初期支护施工,每循环的掘进深度是0.5m.④滞后3部间距控制在2.5m,进行4部土体的开挖施工,开展初期支护施工,每循环的掘进深度是0.5m.⑤滞后4部间距控制在2.5m,进行5部土体的开挖施工,开展初期支护施工,每循环的掘进深度是0.5m.⑥滞后5部间距控制在5m,进行7部土体的开挖施工,開展初期支护施工,每循环的掘进深度是1m.
（2）双侧壁法.①环形挖掘预留核心土法进行1部土体的挖掘施工,环形阶段的施工选择人工挖掘的方式,高度的标准是适宜人工作业的初期支护,可是一定要保障核心土长度控制在3～4m的范围之内,挖掘施工开始之后,应该在规定时间内进行初期支护与临时支护的作业,要首先完成混凝土的初喷施工,具体厚度不能低于4cm,完成支护钢架的架设作业.钢架连接板要妥善完成包裹的操作,还要妥善存储螺栓及螺母,螺母应该设置在离未开挖土体相对较近的一侧.②2部土体选择运用挖掘机结合人工的方式进行挖掘施工,滞后1部间距控制在5m.实际掘进时,倘若与开挖轮廓线之间的距离在30cm时,就要选择人工作业的方式进行修整,防止挖掘机和钢架产生接触,导致出现拱脚失稳的现象.挖掘施工开始之后,要及时开展混凝土的初喷施工,并且厚度不能低于4cm.初期支护与临时支护钢架实际施工的过程中,钢架各单元应该妥善相连,还应该进行锁脚錨管的设置.把锁脚錨管和钢架密切相连,进而构成一个非常牢固的整体.左侧导洞支护闭合成环之后,应该及时进行土体的回填施工,如此就能够使得作业设备顺利通过,进而能够防止2部土体挖掘施工之后,出现作业设备不能顺畅通行的现象.③左侧壁导洞和左侧壁导洞的作业方式一致,可是滞后左侧壁导洞不能低于15m.
4.结束语
综上所述,文章借助对桃花峪浅埋大跨径小净距黄土隧道挖掘作业的相关技术两种工艺的研究比较得出：在Ⅴ级黄土隧道选择双侧壁的施工技术进行大断面隧道的挖掘施工,围岩会出现幅度较大的塑性变形现象.塑性区域发展范围相对较大,一定要在第一时间内完成支护施工,型钢支护和格栅支护在塑性发展的层面上并不存在显著的差异.
参考文献：
[1 ]王童.黄土地区浅埋大跨小净距隧道施工优化及变形控制研究[D].西安：西安建筑科技大学,2017.
[2]张旭斌.浅埋大跨小间距黄土隧道变形规律研究[D].北京：北京交通大学,2013.
工法论文参考资料：
结论：浅埋大跨小净距黄土隧道开挖施工工法选择分析为适合工法论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关省级工法开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
