隧道監(jiān)控量測(cè)有限元計(jì)算PPT課件

1、福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所1目 錄1 分析工況及計(jì)算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 3 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 4 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 5 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 6 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案 7 搖前隧道計(jì)算分析 8 結(jié)論第1頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所21 分析工況及計(jì)算模型確立分析因素圍巖等級(jí)開(kāi)挖方法隧道高寬比隧道埋深工況級(jí)圍巖全斷面開(kāi)挖0.6950m級(jí)圍巖分臺(tái)階開(kāi)挖0.48100m級(jí)圍巖左右分步開(kāi)挖/300m分析工況設(shè)置 第2頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所31 分析工況及計(jì)算模型確立基本計(jì)算工況圍巖：級(jí)埋深：100m開(kāi)挖方式：全斷面隧道

2、橫截面：三心圓加仰拱，高寬比0.69初襯：錨噴支護(hù)第3頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所41 分析工況及計(jì)算模型確立隧道截面幾何尺寸示意圖第4頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所51 分析工況及計(jì)算模型確立各介質(zhì)力學(xué)參數(shù) 名稱彈性模量E/GPa泊松比重度/(kN/m3)粘聚力c/MPa內(nèi)摩擦 角/級(jí)圍巖3.00.29240.435級(jí)圍巖1.00.35220.1030級(jí)圍巖0.40.41180.02525錨桿2000.2578/襯砌200.2528/第5頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所61 分析工況及計(jì)算模型確立圍巖網(wǎng)格劃分示意圖第6頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所71 分析工

3、況及計(jì)算模型確立開(kāi)挖巖體網(wǎng)格劃分 第7頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所81 分析工況及計(jì)算模型確立襯砌及錨桿網(wǎng)格劃分 第8頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所91 分析工況及計(jì)算模型確立二維圍巖網(wǎng)格劃分 襯砌及錨桿分布第9頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所10目 錄 1 分析工況及計(jì)算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 3 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 4 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 5 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 6 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案 7 搖前隧道計(jì)算分析 8 結(jié)論第10頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所112 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 施工過(guò)程動(dòng)態(tài)

4、仿真基本原理 對(duì)各施工階段的狀態(tài)表達(dá)式： 對(duì)每個(gè)施工步，增量加載過(guò)程的表達(dá)式：第11頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所122 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析 第12頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所132 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析 施工對(duì)隧道圍巖應(yīng)力影響 第13頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所142 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析 施工對(duì)隧道圍巖應(yīng)力影響 第14頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所152 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析 施工對(duì)隧道圍巖應(yīng)力影響 第15頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所162 基于三

5、維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析 施工對(duì)隧道圍巖應(yīng)力影響 隧道開(kāi)挖是一個(gè)復(fù)雜的先加載后卸載的過(guò)程循環(huán)荷載易造成低強(qiáng)度圍巖發(fā)生屈服破壞，從而喪失穩(wěn)定性隧道開(kāi)挖卸荷效應(yīng)表現(xiàn)：拱底最為明顯 拱頂次之 拱腰最弱 主應(yīng)力最大值出現(xiàn)在拱腰，在進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)控量測(cè)時(shí)首先應(yīng)考慮拱腰部位。第16頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所172 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析 施工對(duì)隧道變形影響 施工過(guò)程中位移變化曲線 z向：變形持續(xù)增加，最后達(dá)到穩(wěn)定x向：變形相對(duì)較小y向：變形先增加后減小拱頂和仰拱以豎向拱頂和仰拱以豎向變形監(jiān)測(cè)為主變形監(jiān)測(cè)為主 第17頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所182 基

6、于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析 施工對(duì)隧道變形影響x方向位移在增加后出現(xiàn)減小的過(guò)程拱腰以監(jiān)測(cè)水平向周邊收斂為主 施工過(guò)程中位移變化曲線 第18頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所192 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 計(jì)算結(jié)果分析 施工對(duì)隧道變形影響洞內(nèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一般無(wú)法反映前期施工對(duì)圍巖產(chǎn)生的擾動(dòng)影響；洞外監(jiān)測(cè)應(yīng)提前布點(diǎn)，充分了解施工擾動(dòng)效應(yīng)。第19頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所20目 錄 1 分析工況及計(jì)算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng)3 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 4 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 5 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 6 隧道埋深影響分析及監(jiān)

7、控方案 7 搖前隧道計(jì)算分析 8 結(jié)論第20頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所213 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 拱頂圍巖應(yīng)力 zz，1： 差異不明顯xx，3： 級(jí)圍巖最大 級(jí)圍巖最小第21頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所223 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道圍巖應(yīng)力分布 3分布云圖1分布云圖仰拱部分單元出現(xiàn)拉應(yīng)力第22頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所233 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道圍巖應(yīng)力 3分布云圖1分布云圖第23頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)

8、研究所243 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道圍巖應(yīng)力 3分布云圖1分布云圖第24頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所253 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道圍巖應(yīng)力 級(jí)圍巖仰拱部分單元出現(xiàn)拉應(yīng)力，對(duì)應(yīng)值大于級(jí)圍巖中同位置單元應(yīng)力。 對(duì)于各級(jí)圍巖，主應(yīng)力最大值均出現(xiàn)在拱腰，因此在進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)控量測(cè)時(shí)首先應(yīng)考慮拱腰部位。第25頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所263 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 拱頂豎向變形 第26頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所273 圍巖等級(jí)影響分析及

9、監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 拱頂豎向變形第27頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所283 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 拱頂豎向變形第28頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所293 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 仰拱豎向變形第29頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所303 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 圍巖等級(jí)對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 拱腰側(cè)向變形 圍巖條件差時(shí)，會(huì)出現(xiàn)變形回彈第30頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所31目 錄 1 分析工況及計(jì)算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 3 圍巖

10、等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案4 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 5 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 6 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案 7 搖前隧道計(jì)算分析 8 結(jié)論第31頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所324 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法簡(jiǎn)介第32頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所334 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法簡(jiǎn)介第33頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所344 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 拱頂圍巖應(yīng)力 左右分步開(kāi)挖方法對(duì)應(yīng)隧道拱頂圍巖應(yīng)力最大第34頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所354 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧

11、道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 仰拱圍巖應(yīng)力 上下臺(tái)階分步開(kāi)挖法中仰拱易出現(xiàn)拉應(yīng)力第35頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所364 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 拱腰圍巖應(yīng)力 三種開(kāi)挖方式對(duì)zz、1影響較小；上下臺(tái)階開(kāi)挖法對(duì)應(yīng)xx、3最小 第36頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所374 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 圍巖應(yīng)力分布3分布云圖1分布云圖局部區(qū)域產(chǎn)生較小的拉應(yīng)力；拱腰高應(yīng)力區(qū)貼近開(kāi)挖邊界 第37頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所384 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案

12、圍巖應(yīng)力分布 3分布云圖1分布云圖拱腰圍巖高應(yīng)力區(qū)離開(kāi)挖邊界一定距離 第38頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所394 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 圍巖應(yīng)力分布3分布云圖1分布云圖存在拉應(yīng)力分布區(qū) 第39頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所404 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 第40頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所414 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 拱頂總位移：從隧道截面開(kāi)始開(kāi)挖直至截面施工結(jié)束引起的拱頂圍巖總位移。包括拱頂還未開(kāi)挖時(shí)，其它部位開(kāi)挖對(duì)拱頂圍巖產(chǎn)生的擾動(dòng)影響。拱

13、頂監(jiān)測(cè)位移：拱頂位置巖體開(kāi)始開(kāi)挖直至截面施工結(jié)束引起的拱頂圍巖位移。不包含前期其它位置開(kāi)挖對(duì)拱頂位置巖體的擾動(dòng)變形。一般認(rèn)為，拱頂監(jiān)測(cè)位移易通過(guò)相關(guān)設(shè)備監(jiān)測(cè)，拱頂總位移中對(duì)應(yīng)拱頂開(kāi)挖前引起的先期位移較難通過(guò)洞內(nèi)監(jiān)測(cè)手段獲取。第41頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所424 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 全斷面開(kāi)挖法：全斷面開(kāi)挖法：拱頂總位移與監(jiān)測(cè)位移值相等下沉主要在監(jiān)測(cè)斷面開(kāi)挖后產(chǎn)生開(kāi)挖后及時(shí)布設(shè)測(cè)點(diǎn)可獲取位移變化全過(guò)程值單步開(kāi)挖引起的位移較大，不及時(shí)支護(hù)容易出現(xiàn)塌方事故，因此相比更應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)。第42頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所434 開(kāi)挖方法

14、影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 臺(tái)階分步開(kāi)挖法：臺(tái)階分步開(kāi)挖法：拱頂總位移與監(jiān)測(cè)位移值相等下沉主要在監(jiān)測(cè)斷面開(kāi)挖后產(chǎn)生，在斷面開(kāi)挖后及時(shí)布設(shè)測(cè)點(diǎn)可獲取位移變化全過(guò)程值與其它方法相比，該法對(duì)應(yīng)的總位移和監(jiān)測(cè)位移均為最大。拱頂變形是逐步發(fā)展的，單步施工引起的位移變化量較小第43頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所444 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 單側(cè)壁導(dǎo)坑法：?jiǎn)蝹?cè)壁導(dǎo)坑法：總位移大于監(jiān)測(cè)位移與其它開(kāi)挖方法相比，該方法對(duì)應(yīng)的拱頂總位移最小拱腰部分開(kāi)挖對(duì)拱頂圍巖變形影響大，監(jiān)測(cè)到的位移-時(shí)間曲線不能代表全過(guò)程在施作仰拱、拆除臨時(shí)支護(hù)時(shí)，拱

15、頂變形出現(xiàn)回彈，分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意這一變形特征第44頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所454 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法：雙側(cè)壁導(dǎo)坑法：總位移大于監(jiān)測(cè)位移與其它開(kāi)挖方法相比，該方法對(duì)應(yīng)的拱頂監(jiān)測(cè)位移最小拱腰部分開(kāi)挖對(duì)拱頂圍巖變形影響大，監(jiān)測(cè)到的位移-時(shí)間曲線不能代表全過(guò)程。第45頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所464 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 Z方向位移云圖x方向位移云圖全斷面開(kāi)挖對(duì)應(yīng)隧道位移云圖z方向最大位移發(fā)生在拱頂和仰拱x方向最大位移發(fā)生在距離拱腳1/3h高度處第46頁(yè)/共106頁(yè)福建省交

16、通科學(xué)技術(shù)研究所474 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 Z方向位移云圖x方向位移云圖單側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖對(duì)應(yīng)隧道位移云圖z方向和x方向最大位移均發(fā)生在靠上臺(tái)階底部位置 第47頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所484 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 Z方向位移云圖x方向位移云圖雙側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖對(duì)應(yīng)隧道位移云圖z方向和x方向最大位移發(fā)生在后開(kāi)挖導(dǎo)坑臨時(shí)支護(hù)與拱腰相交的位置，隆起變形仍以仰拱位置最大 第48頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所494 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 Z方向位移云圖x方向位移云

17、圖臺(tái)階分步開(kāi)挖對(duì)應(yīng)隧道位移云圖變形規(guī)律與全斷面開(kāi)挖法類似 第49頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所504 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 上下臺(tái)階法對(duì)應(yīng)的拱頂沉降最大，左右分步法最小全斷面開(kāi)挖方法：各開(kāi)挖步引起的位移增量最大上下臺(tái)階開(kāi)挖方法：上臺(tái)階開(kāi)挖引起的位移大于下臺(tái)階開(kāi)挖引起的位移左右開(kāi)挖方法：兩個(gè)施工步引起的位移接近第50頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所514 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)隧道變形的影響及監(jiān)控方案 測(cè)點(diǎn)位于掌子面后方一定距離處，左右分布開(kāi)挖對(duì)應(yīng)的拱頂累計(jì)沉降與最終沉降的比值最大，變形發(fā)展快，更易趨于穩(wěn)定第51頁(yè)/共106

18、頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所524 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)錨桿受力影響及監(jiān)控方案 拱腰部分錨桿受力較大，尤以靠近洞壁端受力最大，因此對(duì)于采用全斷面開(kāi)挖法的隧道，監(jiān)測(cè)錨桿內(nèi)力時(shí)，應(yīng)以監(jiān)測(cè)拱腰錨桿靠近洞壁端受力為主。 全斷面開(kāi)挖法對(duì)應(yīng)錨桿內(nèi)力第52頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所534 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)錨桿受力影響及監(jiān)控方案單側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖法對(duì)應(yīng)錨桿內(nèi)力導(dǎo)坑位置錨桿受力較小，可不進(jìn)行受力量測(cè)。但是上臺(tái)階底部位置錨桿受力較大，尤以遠(yuǎn)離洞壁端部分最大，應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。第53頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所544 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)錨桿受

19、力影響及監(jiān)控方案 雙側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖法對(duì)應(yīng)錨桿內(nèi)力圖 第54頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所554 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)錨桿受力影響及監(jiān)控方案 雙側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖法對(duì)應(yīng)錨桿內(nèi)力圖 側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖和導(dǎo)坑襯砌支護(hù)時(shí)，導(dǎo)坑錨桿受力較小，且變化量不大，因此可不進(jìn)行錨桿受力監(jiān)控量測(cè)。中間臺(tái)階上部土體開(kāi)挖引起靠?jī)?nèi)壁臨時(shí)支護(hù)下方的錨桿內(nèi)力增加近4倍，此時(shí)可結(jié)合實(shí)際對(duì)該部分錨桿進(jìn)行觀測(cè)，直至斷面開(kāi)挖結(jié)束。拆除臨時(shí)支護(hù)時(shí)，宜對(duì)臨時(shí)支護(hù)與拱頂相交位置附近的錨桿進(jìn)行受力監(jiān)測(cè)。第55頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所564 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 開(kāi)挖方法對(duì)錨桿受力影響及監(jiān)控方案 臺(tái)階分步開(kāi)挖法

20、對(duì)應(yīng)錨桿內(nèi)力圖錨桿受力相對(duì)較小。必要時(shí)對(duì)先開(kāi)挖側(cè)壁（土體2位置）底部錨桿靠近洞壁端進(jìn)行受力監(jiān)測(cè)。第56頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所57目 錄 1 分析工況及計(jì)算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 3 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 4 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案5 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 6 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案 7 搖前隧道計(jì)算分析 8 結(jié)論第57頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所585 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對(duì)圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 拱頂圍巖應(yīng)力 隧道高寬比越小，拱頂圍巖壓應(yīng)力值越小，容易出現(xiàn)拉應(yīng)力，因而要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)并采取必要措施，防止出現(xiàn)

21、拉裂破壞。第58頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所595 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對(duì)圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 仰拱圍巖應(yīng)力 與拱頂類似第59頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所605 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對(duì)圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 拱腰圍巖應(yīng)力 高寬比較大，對(duì)應(yīng)的zz、xx、3較大圍巖應(yīng)力穩(wěn)定后，二者1大小接近第60頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所615 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對(duì)變形的影響及監(jiān)控方案 拱頂豎向位移第61頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所625 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對(duì)變形的影響及監(jiān)控方案 拱

22、頂豎向位移第62頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所635 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對(duì)變形的影響及監(jiān)控方案 仰拱豎向位移第63頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所645 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 隧道高寬比對(duì)變形的影響及監(jiān)控方案 拱腰側(cè)向位移 高寬比越大，拱腰側(cè)向位移也越大 高寬比越小，后期變形回彈越大第64頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所65目 錄 1 分析工況及計(jì)算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 3 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 4 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 5 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案6 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案 7 搖前隧道計(jì)算分析 8

23、 結(jié)論第65頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所666 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道和深埋隧道的劃分 公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D79-2004）： 淺埋和深埋隧道的分界，按荷載等效高度值，并結(jié)合地質(zhì)條件、施工方法等因素綜合判定。深、淺埋隧道分界的深度：深、淺埋隧道分界的深度： Hp=（22.5）hq大斷面隧道淺埋、超淺埋劃分：大斷面隧道淺埋、超淺埋劃分： 0.6H/B1.5，為淺埋 H/B0.6時(shí)，為超淺埋第66頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所676 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道和深埋隧道的劃分 對(duì)于對(duì)于級(jí)圍巖中寬級(jí)圍巖中寬11.7m11.7m的隧道的隧道 ： 埋深H7m

24、：超淺埋隧道 7mH30m：淺埋隧道 H30m：深埋隧道第67頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所686 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案拱頂圍巖應(yīng)力 埋深越大，開(kāi)挖后應(yīng)力恢復(fù)量越大，拱頂圍巖應(yīng)力趨于穩(wěn)定的時(shí)間越長(zhǎng)。第68頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所696 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案仰拱圍巖應(yīng)力 第69頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所706 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案拱腰圍巖應(yīng)力 埋深愈大，開(kāi)挖引起

25、zz增量越大第70頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所716 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案隧道圍巖應(yīng)力分布 3分布云圖1分布云圖第71頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所726 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案隧道圍巖應(yīng)力分布 3分布云圖1分布云圖第72頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所736 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案隧道圍巖應(yīng)力分布 3分布云圖1分布云圖第73頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所746 隧

26、道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)深埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案隧道圍巖應(yīng)力分布 拱頂和仰拱中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值偏低，易出現(xiàn)拉應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，防止圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的受拉破壞隧道埋深越淺，可能出現(xiàn)拉應(yīng)力的范圍越大，斷面測(cè)點(diǎn)數(shù)量應(yīng)該相應(yīng)增加第74頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所756 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)深埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案拱頂豎向位移埋深越大：隧道拱頂產(chǎn)生的沉降越大 沉降達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間越長(zhǎng) 掌子面遠(yuǎn)離測(cè)點(diǎn)后位移增量仍較大 第75頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所766 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案深埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋

27、深對(duì)深埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案拱頂豎向位移第76頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所776 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道不同埋深對(duì)應(yīng)3分布云圖 （4-1）第77頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所786 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道不同埋深對(duì)應(yīng)3分布云圖 （4-2）第78頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所796 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道不同埋深對(duì)應(yīng)3分布云圖 （4-3）第79頁(yè)/共10

28、6頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所806 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案 隧道不同埋深對(duì)應(yīng)3分布云圖 （4-4）第80頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所816 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道圍巖應(yīng)力的影響及監(jiān)控方案埋深越淺，隧道開(kāi)挖越容易引起圍巖產(chǎn)生拉裂破壞對(duì)于超淺埋隧道，拉應(yīng)力出現(xiàn)范圍可延伸至地表 第81頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所826 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案不同埋深對(duì)應(yīng)豎向變形云圖（4-1） 第82頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技

29、術(shù)研究所836 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案不同埋深對(duì)應(yīng)豎向變形云圖（4-2） 第83頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所846 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案不同埋深對(duì)應(yīng)豎向變形云圖（4-3） 第84頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所856 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案不同埋深對(duì)應(yīng)豎向變形云圖（4-4） 第85頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所866 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道變形

30、的影響及監(jiān)控方案由于受埋深、支護(hù)等因素影響，淺埋隧道最大沉降發(fā)生在距離拱頂中央（1/41/6）B位置在進(jìn)行拱頂變形監(jiān)控量測(cè)時(shí)，有必要結(jié)合實(shí)際工程特征，在偏離中軸線（1/41/6）B位置處布置測(cè)線第86頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所876 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案第87頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所886 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案淺埋隧道，其覆蓋層一般為松散的第四紀(jì)堆積物，土體抗拉能力極差，且埋深越淺，圍巖的自穩(wěn)能力越差，因而開(kāi)挖造成較大的拱頂變形當(dāng)隧道達(dá)到一定

31、的埋深時(shí)，隧道變形主要取決于上覆土重，埋深越大，隧道結(jié)構(gòu)受荷越大，因而變形也隨之增大 第88頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所896 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案淺埋隧道分析及監(jiān)控方案 埋深對(duì)淺埋隧道變形的影響及監(jiān)控方案在其它條件相同的情況下，存在一個(gè)埋深，在該埋深下拱頂上方地表沉降最小對(duì)于文中的分析工況，該埋深約為2/3Hp 第89頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所90目 錄 1 分析工況及計(jì)算模型確立 2 基于三維有限元分析隧道施工效應(yīng) 3 圍巖等級(jí)影響分析及監(jiān)控方案 4 開(kāi)挖方法影響分析及監(jiān)控方案 5 隧道高寬比影響分析及監(jiān)控方案 6 隧道埋深影響分析及監(jiān)控方案7 搖前隧道計(jì)算分析

32、 8 結(jié)論第90頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所917 搖前隧道計(jì)算分析7.1 工程概況搖前隧道位于浦南高速公路搖前隧道位于浦南高速公路B7B7合同段合同段采用雙洞單向行車（上下行分離），起訖樁采用雙洞單向行車（上下行分離），起訖樁號(hào)為：左洞號(hào)為：左洞K147+896K147+896K148+228K148+228，長(zhǎng)，長(zhǎng)332332米；米； 右洞右洞K147+886K147+886K148+254K148+254，長(zhǎng)，長(zhǎng)368368米。米。暗洞采用復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)形式暗洞采用復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)形式初期支護(hù)以錨桿、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土組成初期支護(hù)以錨桿、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土組成聯(lián)合支護(hù)體系聯(lián)合支護(hù)體系二次襯砌采用模筑混凝土結(jié)構(gòu)二次襯砌采用模筑混凝土結(jié)構(gòu)初期支護(hù)與二次襯砌結(jié)構(gòu)之間設(shè)有防水排水初期支護(hù)與二次襯砌結(jié)構(gòu)之間設(shè)有防水排水夾層夾層第91頁(yè)/共106頁(yè)福建省交通