在考虑岩石材料弹塑性的基础上,采用ANSYS建立了模拟深埋TBM隧洞结构的三维有限元模型,采用程序的单元生死功能模拟了TBM施工的开挖过程;分析求得了深埋隧洞围岩变形的分布模式,并且进行了开挖后围岩的应力分析和管片衬砌的实际受力数值模拟,分析说明了开挖后围岩的稳定性和衬砌结构的安全性;数值计算得出的一些有意义结论,对深埋隧洞工程的安全设计和施工、运行具有指导意义。
北疆供水二期工程中的西二、喀—双、双—三隧洞总长516.19 km,设计采用18台TBM分段掘进,其中喀—双隧洞单洞长283.27 km,是目前世界在建最长的输水隧洞。深埋、超特长、TBM集群施工是该隧洞工程建设的显著特点,结合区域地质构造特征、工程地质条件和大量地质勘探成果,分析了存在的主要工程地质问题,提出了TBM结合钻爆法联合分段掘进的施工组织方案。并围绕深埋隧洞施工支洞及TBM进入通道型式的选择布局、超特长隧洞分段施工及TBM掘进方案优化设计、TBM集群施工及配套系统高效运行管理、地质灾害预测预报及风险防范控制、软岩变形控制及断裂破碎带安全掘进等工程建设中的重点、难点及关键技术问题,开展了分析讨论。可供TBM设计制造和长隧洞工程建设借鉴参考。
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