特大跨度隧道工程施工关键技术研究

本书针对特大跨度隧道工程技术特点，结合作者学习和参加工作期间的研究成果，论述了特大跨度隧道的工程特征、施工工法选取、工法转换与控制、隧道分步施工松散荷载计算方法、连拱隧道中墙偏压机理与施工影响，以及考虑节理性状的节理岩体隧道围岩稳定性分析方法等内容，详细阐述了相关的研究思路和研究分析方法，并结合工程案例进行了应用说明。本书可供隧道设计、施工和科研人员使用，也可作为高等院校硕士、博士研究生等的参考用书。

前言
第1章特大跨度隧道工程特征1
1.1特大跨度隧道界定1
1.2特大跨度隧道构造特点2
1.2.1隧道断面扁平2
1.2.2隧道临时支护措施多2
1.2.3隧道衬砌荷载复杂3
1.3特大跨度隧道施工特点7
1.3.1特大跨度隧道施工方法7
1.3.2隧道分步施工对荷载的影响8
1.4隧道工程地质特点10
第2章特大跨度隧道施工工法选取12
2.1施工工法研究内容12
2.2影响工法的主控因素13
2.3隧道施工工法理论模型构建14
2.3.1总体思路14
2.3.2模型构建方法与步骤14
2.3.3模型不同工况分析18
2.4主控因素对隧道稳定性的影响规律26
2.4.1隧道围岩稳定状态量化26
2.4.2主控因素的影响规律30
2.5特大跨度隧道施工工法选取判据31
2.5.1隧道围岩稳定性指标表述31
2.5.2隧道围岩稳定标准31
2.5.3考虑其他影响因素的修正33
2.5.4隧道施工工法选取判据34
2.6工程实例35
第3章隧道施工过程中工法转换与控制38
3.1双侧壁导坑法与CRD法的差异性38
3.1.1隧道横断面布设38
3.1.2隧道纵向布设40
3.1.3工程围岩稳定性控制差异性42
3.2双侧壁导坑法和CRD法转化模式50
3.2.1双侧壁导坑法向CRD法转换50
3.2.2CRD法向双侧壁导坑法转换53
3.2.3隧道施工不同转换模式组合55
3.3工法转换控制方法56
3.3.1控制内容与方法56
3.3.2施工渐变始态判断方法56
3.3.3施工渐变长度指标62
3.4工程应用63
3.4.1施工渐变始态判断64
3.4.2施工渐变长度计算69
第4章特大跨度隧道分步施工松散荷载计算方法70
4.1现行松散荷载计算方法与评价分析70
4.1.1现行计算方法70
4.1.2现行计算方法的适用性72
4.2特大跨度隧道分步施工松散荷载特征73
4.2.1岩石破坏过程模拟73
4.2.2一般断面隧道松散荷载模拟75
4.2.3特大跨度隧道分步施工松散荷载模拟77
4.3深埋条件下隧道分步施工松散荷载计算方法79
4.3.1基本思路与理论前提79
4.3.2主体内容80
4.3.3双侧壁导坑法分步荷载计算85
4.3.4CD法分步荷载计算88
4.4浅埋条件下隧道分步施工松散荷载计算方法90
4.4.1隧道深浅埋临界值界定90
4.4.2浅埋隧道松散荷载计算90
4.5工程示例97
4.5.1工程示例一97
4.5.2工程示例二100
第5章连拱隧道中墙偏压机理与施工影响103
5.1中墙偏压的力学机理103
5.1.1中墙顶部偏压的力学机理104
5.1.2中墙下部偏压的力学机理105
5.2中墙偏压分类与分步施工时中墙偏压分析107
5.2.1中墙偏压分类107
5.2.2特大跨度连拱隧道分步施工时中墙偏压分析107
5.3地层偏压下隧道施工顺序优化109
5.3.1施工顺序和分析110
5.3.2不同施工顺序比较111
5.3.3地层偏压下施工优化方案建议118
5.4施工偏压下隧道施工顺序优化119
5.4.1施工顺序和分析119
5.4.2不同施工顺序比较120
5.4.3施工偏压下施工优化方案建议131
第6章贯通节理岩体隧道围岩稳定性分析方法133
6.1DDA方法在隧道稳定分析中的适用性分析133
6.1.1DDA方法基本理论133
6.1.2隧道塌方的DDA方法分析与相似试验对比135
6.2隧道节理展布特征及产状参数137
6.2.1节理岩体特征指标137
6.2.2隧道节理展布特征参数与产状参数的关系141
6.2.3隧道节理特征指标采集与处理示例144
6.3隧道围岩变形破坏特征145
6.3.1隧道围岩变形破坏过程145
6.3.2隧道破坏形态特征150
6.4隧道围岩稳定性评价方法152
6.4.1节理岩体隧道围岩稳定性表述152
6.4.2强度折减法与突变理论基本原理154
6.4.3强度折减法-位移突变理论分析模型159
6.5工程实例分析162
6.5.1隧道模型计算162
6.5.2隧道位移分布特征163
6.5.3围岩稳定性分析结果165
第7章断续节理岩体隧道围岩稳定性分析方法168
7.1非连续变形分析计算程序分析168
7.1.1虚节理168
7.1.2虚节理力学参数170
7.1.3断续节理扩展特征分析171
7.2断续节理岩体采用的强度准则172
7.2.1断续节理岩体扩展贯通强度准则172
7.2.2Jennings强度准则处理173
7.2.3优选抗拉强度准则处理175
7.3断续节理扩展算法实现与算例177
7.3.1断续节理开裂算法实现177
7.3.2断续节理岩体剪切试验计算校验179
7.3.3完整岩石试件开裂模拟181
7.4工程应用186
7.4.1计算模型186
7.4.2位移分析与结果187
参考文献189