武汉地铁3号线过江隧道矿山法支护设计研究

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2、隧道矿山法支护设计研究作者姓名：张诚指导教师姓名、职称：周麟副教授校外导师姓名、职称：张涛高工申请学位类别：工程硕壬学科专业名称：建筑与±木工程研究方向：结构工程，论文提交日期：２Ｗｒ年Ｊ：月日论文答辩日期：＆／少年Ｘ月ｆ学位授予单位：武狭工程大学学位授予日期：年月日答辩委员会主席：吴益平SupportingDesignandResearchofMineMetroTunnelbyPassingRiverinWuhanMetroLine3EngineeringAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterMajor：S

3、tructuralEngineeringCandidate：ZhangchengSupervisor：Prof.zhoulinWuhanInstituteofTechnologyWuhan,Hubei430073,P.R.China独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论义不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；年ｔ月曰／学位论文版权

4、使用授权书本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的规定，良Ｐ：我校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅。本人授权武汉工程大学研究生处可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密〇，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密於＂＂（请在Ｗ上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导教师签名：Ｉ＞／／年如／曰摘要矿山法开挖的隧道会因为爆破造成隧道附近围岩体破裂，形成松弛状态，所以矿山法施工的隧道需要一边进行掘进一边进行支护。然而支

5、护的方法有很多种，影响到支护方案选择的因素也比较多，所以不同的工程选择的施工方案也不同，支护的选择也会有所不同，要根据工程实际的特殊条件来设计支护方案。本文结合以往的研究成果和工程实例，以武汉地铁3号线工程为背景，主要研究过江段矿山法开挖隧道的支护设计问题，并对其中一个区间进行数值分析。首先要确定施工方法，隧道开挖的施工方法一般是矿山法和盾构法，对不同的地层条件情况采用不同的施工方法。根据过江段的地质条件勘测结果，过江段的隧道首先经过的是较为坚硬的地层，适合使用矿山法进行施工，当隧道到达汉江后，隧道围岩较为软弱，可以使用盾构机直接掘进，所以过江段的施工采用矿山法开挖然后盾构机空推

6、拼装管片的方法进行施工。其次，矿山法开挖的隧道围岩稳定性会遭到破坏，为了防止隧道的围岩因为失稳而塌陷，需要及时进行支护。矿山法开挖的隧道常用的初期支护方式有超前小导管、锚杆支护、钢筋网、格栅钢架和喷射混凝土等。再根据隧道所在区域的地质条件资料来判断隧道的地质条件优劣程度，结合以往的工程实例进行对比选择合适的支护方式。通过使用工程类比法得到矿山法施工段和矿山法盾构结合段的支护方案。当支护方案确定后要进行数值分析需要对支护参数进行拟定，支护参数一般是根据相似工程支护设计类比然后拟定的。最后将矿山法和盾构法结合施工段的支护方案和拟定的支护参数等因素通过ANSYS软件建立力学计算模型，阐

7、述支护方案对地表和隧道顶部沉降的影响，分析设计的支护方案对围岩稳定性的影响，通过锚杆和喷射混凝土的受力情况，变形情况,分析支护参数的合理性。关键词：矿山法施工；过江隧道；支护设计；盾构空推；数值模拟；IAbstractTunnelexcavationbyminetunnelingmethodcouldcauserock-massfractureandarelaxedstateatthesurroundingareasofthetunnelduetoblasting.Hence,i