小近距并行盾构隧道的掘进相互影响分析

发布时间：2018-09-06 16:17

【摘要】：随着城市地下交通建设的快速发展,逐渐出现了两条或多条盾构隧道的近距离施工建设情况,在建隧道与既有隧道之间的相互影响成为施工建设中的一个重要问题。近年来,我国采用并行双线盾构隧道的工程越来越多,然而这方面的理论研究却滞后于工程实践,也没有相关明确的规范标准。因此,对于小近距并行盾构隧道相互影响的研究具有重要的理论意义和工程应用价值,针对这个研究领域,本文开展了以下工作。 1、首先,基于Mindlin解对盾构施工正面附加荷载和侧壁摩擦力进行数值积分得到了土体弹性位移场,其次,基于Loganathan公式对盾尾土体损失产生的土体弹性位移进行了求解。通过将上述三个因素的结果进行叠加得到盾构施工产生的周围土体总自由位移场,然后将土体受扰动的自由位移施加于既有隧道,并基于Pasternak地基模型建立既有隧道受荷变形平衡微分方程,最终可得到既有隧道因盾构施工所产生的内力和位移。 2、基于大型有限元软件ABAQUS对杭州环城北路地下通道小近距盾构段进行了三维数值分析,对分步开挖、盾尾注浆以及开挖面支护等过程实现了开挖模拟。首先,数值模拟得到了南线隧道贯通后土体的位移场、管片内力以及变形。其次,基于在建隧道的施工过程对既有隧道的影响,研究了北线盾构施工过程对周围土体位移和南线隧道的影响。最后,基于盾构施工参数,研究了北线盾构施工时的注浆压力和正面附加推力对周围土体和南线隧道的影响。 3、依托环城北路地下通道小近距盾构段工程实例,采用理论公式、数值模拟以及施工监测等方法对在建隧道与既有隧道之间的相互影响进行了系统的分析计算。其分析结论可为今后类似工程提供参考。
[Abstract]:With the rapid development of urban underground traffic construction, the construction of two or more shield tunnels in close proximity has gradually appeared. The interaction between the tunnels under construction and the existing tunnels has become an important issue in the construction. In recent years, more and more parallel double-line shield tunnels have been used in China, but this aspect of the theory is very important. However, the research lags behind the engineering practice, and there is no specific standard. Therefore, the research on the interaction of small-close-range parallel shield tunnels has important theoretical significance and engineering application value.
1. Firstly, the soil elastic displacement field is obtained by numerical integration of the additional load on the front face and the frictional force on the side wall of Shield Tunneling Based on Mindlin solution. Secondly, the soil elastic displacement caused by the loss of the shield tail soil is solved based on Loganathan formula. The total free displacement field of the soil is applied to the existing tunnel, and the differential equation of the load-deformation balance of the existing tunnel is established based on the Pasternak foundation model. Finally, the internal force and displacement of the existing tunnel due to shield construction can be obtained.
2. Based on the large-scale finite element software ABAQUS, the three-dimensional numerical analysis of the small-distance shield tunneling section of Hangzhou Huancheng North Road underground passage is carried out. The excavation process is simulated by step excavation, shield tail grouting and excavation surface support. Firstly, the displacement field, segment internal force and deformation of the soil are obtained by numerical simulation. In order to study the influence of the construction process of the tunnel on the existing tunnel, the influence of the construction process of the northern shield on the surrounding soil displacement and the southern tunnel is studied.
3. Based on the engineering example of small-distance shield tunneling section of Huancheng North Road underground passage, the interaction between the tunnel under construction and the existing tunnel is systematically analyzed and calculated by means of theoretical formula, numerical simulation and construction monitoring. The analysis conclusion can provide reference for similar projects in the future.
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U455.43

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