TBM始发段 撑靴压力 破碎围岩 地表预注浆 ANSYS有限元模拟论文.doc

TBM始发段论文：重庆地铁隧道TBM始发段的施工技术研究【中文摘要】本文以重庆地铁6号线TBM(岩石隧道掘进机)试验段为背景基础,TBM在我国城市施工中尚属首次,许多问题有待解决。本文针对国内TBM隧道始发段的施工中围岩强度无法满足TBM撑靴压力要求的问题来进行研究。TBM以前主要应用于山岭隧道施工,本文在重庆地铁围岩的情况下对始发段的隧道设计与施工进行分析。由于工程的唯一性和工程造价昂贵,因此事先从资料方面对施工技术进行理论和数值分析,进而推测合理的施工手段。本文通过采用ANSYS有限元软件将隧道的支护设计、预加固设计进行验证和比较,得出满足工期的前提下较为合理的TBM撑靴压力以及TBM经过软弱围岩段时合理的预加固方法。首先从撑靴压力对预备洞和出发洞初衬和围岩的受力变形影响分析得出合理的TBM撑靴压力；然后通过量化围岩参数指标对比来得到较为合理的围岩加固的方法途径。并深入讨论了在撑靴压力作用下围岩的受力和变形等特点,使得对比更加明显。全文对比了预备洞和出发洞隧道在撑靴压力作用下围岩和支护的受力变形,得到一个在满足工期的前提下比较合理的撑靴压力值。在TBM遇到破碎围岩段时,通过岩石参数的对比和分析也得到了较为合理的预加固方法。本文最后对这些方法和结论做.【英文摘要】This paper take the TBM test section of Chongqing Metro Line 6 as background, where TBM is first used in construction in the city and therefore, many problems have to be solved. In the construction of the launching section of tunnel excavated with TBM, there is always a problem that rock strength cant meet the pressure of gripper shoes. This is what this paper focus on.TBM(tunnel boring machine) is mainly used in construction of mountain tunnels. This paper analyzed designing and construction of the la.【关键词】TBM始发段 撑靴压力 破碎围岩 地表预注浆 ANSYS有限元模拟【英文关键词】TBM launching section pressure of the gripper shoes broken surrounding rock surface pregrouting technology FEM simulation by ANSYS software【目录】重庆地铁隧道TBM始发段的施工技术研究致谢5-6中文摘要6-7ABSTRACT7目录8-111. 绪论11-171.1 选题背景11-121.2 TBM始发段隧道的研究现状12-131.3 问题的提出13-141.4 本文的主要研究内容141.5 技术路线14-172. TBM隧道的施工特点17-292.1 TBM简介17-212.1.1 隧道掘进机的分类及适用范围182.1.2 TBM的工作原理18-192.1.3 TBM的基本功能19-202.1.4 TBM的施工特点20-212.2 TBM隧道的施工过程21-232.3 TBM始发段的围岩及受力特点23-242.3.1 TBM始发段的介绍232.3.2 TBM始发段的围岩特点23-242.3.3 TBM始发段的围岩的受力特点242.4 TBM适宜的工作围岩和地质状况24-252.5 TBM施工遇到不良地质状况的处理方法25-272.6 本章小结27-293. 隧道施工模拟理论及工程概况29-453.1 隧道围岩受力、变形的数值模拟介绍29-333.1.1 隧道结构数值计算方法简述29-303.1.2 有限元分析的基本问题30-323.1.3 围岩受力变形的基本思路32-333.2 采用ANSYS的建模过程33-353.2.1 单元的选取33-343.2.2 模型的建立343.2.3 荷载施加和求解34-353.2.4 后处理过程353.3 初始地应力的模拟353.4 隧道的开挖和支护模拟353.5 工程概况35-363.5.1 隧道概况35-363.5.2 隧道设计标准363.6 工程地质条件36-433.6.1 地形、地貌36-373.6.2 地质与围岩情况37-383.6.3 地质构造38-393.6.4 水文地质条件393.6.5 隧道围岩分级39-413.6.6 TBM始发段围岩级别及围岩主要参数41-423.6.7 TBM主要参数42-433.7 本章小结43-454. 预备洞和出发洞的受力与TBM施工分析45-734.1 预备洞和出发洞长度的确定454.2 预备洞的受力与TBM施工分析45-574.2.1 预备洞相关计算参数的选取和确定464.2.2 解析区域的确定464.2.3 隧道模型的建立及地应力的计算46-484.2.4 隧道开挖及开挖后数据分析48-524.2.5 TBM步进预备洞时受力分析52-564.2.6 小结56-574.3 出发洞的受力和TBM施工分析57-734.3.1 预备洞相关计算参数的选取和确定57-584.3.2 解析区域的确定584.3.3 隧道模型的建立及地应力的计算58-594.3.4 隧道开挖及开挖后数据分析59-634.3.5 较大TBM撑靴作用力作用在出发洞正常掘进受力分析63-684.3.6 TBM撑靴作用力减小后的受力分析68-714.3.7 小结71-735. TBM隧道始发段破碎围岩地表注浆的分析73-955.1 破碎段隧道模型参数的选取及方法73-755.1.1 模型围岩计算参数的选取和确定735.1.2 预注浆加固区和锚杆加固区参数的确定73-745.1.3 解析区域的确定74-755.1.4 边界条件755.1.5 隧道模型755.2 模型对比点的选取75-765.3 初始地应力作用下模型的模拟76-775.4 预注浆后地应力作用下的对比77-805.4.1 预注浆加固方法775.4.2 预注浆后岩体模型的变形分析77-805.5 隧道开挖后岩体模型的变形分析80-815.6 撑靴作用于洞壁后的变形分析81-925.7 本章小结92-956. 地表预注浆加固方法的设计95-1016.1 地表注浆法的目的及注浆工艺956.2 地表注浆加固范围的确定95-966.