自进式小管棚在大断面深埋软岩隧道的工程应用研究

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1、学校代码：密级：公开硕士专业学位论文自进式小管棚在大断面深埋软岩隧道的工程应用研究作者姓名王政栋工程领域建筑与土木工程指导教师谭忠盛教授培养院系土木建筑工程学院二零一五年六月辦交遂乂硕士专业学位论文自进式小管棚在大断面深埋软岩隧道的工程应用研宄作者：王政栋导师：谭忠盛北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门

2、或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字曰期：年月曰签字曰期：年彡月曰'7:校代密级：公北京交通大学硕士专业学位论文自进式小管棚在大断面深埋软岩隧道的工程应用研宄作者姓名：王政栋学号：导师姓名：谭忠盛职称：教授专业学位类别：建筑与土木工程学位级别：硕士北京交通大学年月致谢红果园，两年的时光，短暂却又深刻，不知觉间，又己是毕业之季。在这段时光，我体会到浓浓的师生情与同门谊，体会到成长的失去与收获，也体会到人生的艰辛与幸福。本论文是在我的导师谭忠盛教授的悉心指导下完成的，论

3、文从选题、构思，到现场的试验、采数，再到最终的撰稿和定稿，每一个环节都倾注了谭老师大量的心血。两年里，无论学习或是实践，导师都给予我许多的鼓励、支持和帮助，导师治学的工作态度让我印象深刻，他的教导让我终生受益。在此，向我的导师表示最衷心的感谢，敬祝我的导师谭忠盛教授身体健康，工作顺利！王秀英老师对我的研宄生学习给予了很多指点，王勐老师、徐春玲老师在我入学和求职的过程中给予了很多关怀和帮助。在此，也向她们表示感谢和敬意！加入科研团队是我一生的荣幸我的博士师兄王云龙、万飞、刘强、孟德鑫、吴永胜、李磊、郭小龙，我的硕士师兄邢绍川、邹小

4、新、韩仁贤、刘士海、张隽玮，师姐朱雯蕾，那些虽未谋面但却给予我帮助和指点的往届师兄，我的同届好友李少孟、王海、胡峰、李凯、刘博、申巧凤及各位师弟，和你们同在是我一生最幸运的时光。深深感谢我最为挚爱的爷爷、奶奶、我的父母和两位姑姑在家庭最困难的时刻依然毫无保留地支持我完成学业，我铭记于心，感恩在怀，我会带着这份深刻的爱投入到今后的工作和生活中。感谢我的恋人石铭艳，感谢她在相识的五年里对我学业一直的鼓励。同时，我想对培养我的北京交通大学和兰州交通大学表示感谢！对曾教育我的每一位老师致以诚挚的谢意！对张弘強、马占华、任凯、王成、王龙刚

5、、王新等朋友及硕士班的全体同学表示感谢！在大独山隧道的施工现场，中铁二十局集团公司沪昆客专贵州标段项目的领导和朋友们给予了我很大的帮助，在此一并表示衷心的感谢！最后，我想以此文告慰我去世的奶奶中文摘要摘要：软岩隧道的施工是工稈界的难题之近年来随着西部地区高速铁路大规模的修建，以地质条件极其复杂为鲜明特点的大断面软岩隧道越来越多，软岩隧道施工技术的不断革新成为迫切需求。本文以在建沪昆高铁客运专线大独山隧道为依托，通过调研分析、理论解析、现场试验等方法，对施工过程中提出的全新自进式小管棚（型管棚）在大断面深埋软岩隧道的工程应用进行了

6、研宂。主要工作及成果如下：通过现场调研总结，研究了自进式小管棚的施工工艺、施工效率、支护特点。研究得到自进式小管棚是一种集钻进、注浆、支护为一体的全新管棚工艺，它有效克服传统管棚在隧道施工中常见的塌孔、堵孔、存在结构薄弱环节等诸多负面问题，且工艺简便可靠，施工效率高，支护效果良好。通过理论解析方法，计算了自进式小管棚在大独山隧道深埋软岩地层的受力荷载，研究了适用于大独山隧道的自进式小管棚设计方案。通过对自进式小管棚预支护段的代表性断面进行型钢拱架应力、初期支护一围岩接触压力等现场监测，验证了设计方案能否满足结构需求。通过现场相近

7、地层不同超前支护段围岩变形监测的对比，详细分析了自进式小管棚对于大断面深埋软岩隧道的围岩变形控制效果。对比结果表明，隧道以两台阶预留核心土法开挖，其变形主要来自于上台阶开挖后围岩的流变变形，而由空间效应产生的变形值小。自进式小管棚对围岩变形控制的效果是明显的，且在变形控制中最大的作用在于改善拱顶及掌子面前方围岩性质，控制围岩的流变变形。通过对国内应用超前管棚处治隧道塌方的工程案例总结，分析了超前管棚在深埋隧道塌方处治中的作用机理。针对大独山隧道深埋软岩段塌方情况，分析了塌方原因并进行了超前支护方案与开挖工法等的对比，确定了使用双

8、层自进式小管棚注浆小导管超前支护，三台阶七步法机械人工开挖法处治隧道塌方，取得了出色的处治效果。关键词：自进式小管棚；深埋软岩隧道；施工工艺；设计方案；支护作用；变形控制；塌方处治ABSTRACTABSTRACTABSTRACT:Ithasalwaysbeena