呈贡隧道为高烈度地震区浅埋大跨强膨胀土隧道,在施工期间需要进行隧道开挖应力、围岩膨胀性特性测试等专项测试内容。通过现场测试掌握高烈度地震区浅埋大跨强膨胀土围岩条件下隧道开挖后的洞周变形及地表沉降规律、强膨胀土对支护结构的围岩压力变化规律等,了解二次衬砌应力在强膨胀土条件下的长期变化规律,根据实验情况及时优化调整支护参数及施工方法,以保证呈贡隧道的施工安全和运营安全。本论文的主要内容包括:(1)现场调查,拟定隧道施工加固方案、现场工艺试验及稳定性监测方案等。(2)预加固方法研究。现场取样进行室内土工实验,研究强膨胀土的膨胀性和不同含水率下膨胀力,获取膨胀性参数,并分析得到不同含水率与膨胀力的关系;进行抗剪强度试验,获取膨胀土力学指标;利用X射线衍射谱试验分析强膨胀土的矿物成分;根据室内实验取得参数,采用有限元方法进行模拟分析。(3)隧道稳定性现场监测分析。选择暗挖区段为试验工点,进行隧道稳定性现场监测分析。主要监测围岩变形、土压力、衬砌应力、洞身变形和地表沉降。(4)隧道最佳支护时间研究。通过监测数据分析,确定二次支护的最佳时机。研究膨胀土隧道中的各项施工参数和施工工艺,提出强膨胀土地区隧道施工综合技术。(5)隧道稳定性数值分析。利用数值分析方法,模拟隧道开挖及收敛过程中的应力和变形,并与实际监测结果进行对比分析,总结规律,以指导隧道的设计与施工。