既有公路下連拱隧道管棚變形測試與作用機理研究.pdf

1、管棚超前支護技術作為淺埋暗挖隧道的一種輔助工法，在防止隧道塌方、抑制地層位移、控制地表沉降方面發(fā)揮著重要作用，特別在下穿既有公路、鐵路及其他結構物的隧道與地下工程施工中，管棚支護技術以其超前加固距離長、可靠性高、工期短等優(yōu)點被廣泛應用。 本論文以隧道開挖過程中管棚的作用機理為研究對象，對隧道施工中管棚的變形進行了現場測試，運用彈性地基梁理論分析了管棚的受力與變形，采用三維有限差分程序模擬了管棚與隧道開挖的相互作用，并對管棚的支護

2、效果作出評價，綜合現場測試、理論分析、數值模擬結果基礎上，提出了一些設計與施工建議，主要研究的內容包括： 1．對常吉高速公路土江沖隧道進行了詳細的現場測試，采用應變計對管棚的縱向變形進行了測試，根據現場測試結果分析了管棚在隧道開挖過程中的受力特性和作用機理； 2．以支護結構與圍巖相互作用為基礎，建立了基于雙參數Pastemak地基上的管棚彈性固定端彈性地基梁模型并提出了求解方法，推導出管棚的擾度方程及應力、應變計算公式；

3、 3．以土江沖隧道作為工程實例進行計算，采用彈性固定端雙參數彈性地基梁模型分析土江沖隧道的管棚變形和受力，計算出管棚的擾度、縱向變形、地基反力曲線，計算結果與實測值吻合較好，說明采用彈性固定端雙參數彈性地基梁模型分析管棚受力特征是可行的； 4．采用三維有限差分軟件(FLAC<'3D>)對土江沖隧道開挖與管棚的相互作用進行模擬，計算中采用梁單元模擬管棚鋼管、提高管棚加固范圍的圍巖參數模擬注漿，分析了隧道開挖過程中管棚的受力