黄土地区浅埋大跨小净距隧道施工优化及变形控制研究

发布时间：2018-11-11 08:08

【摘要】：论文以西安市地铁四号线雁南四路站~大唐芙蓉园站存车区间隧道为工程背景,采用系统数值模拟和现场监测方法对黄土地区的浅埋小净距隧道施工过程中的力学特性和变形规律进行研究,并基于位移叠加法原理推导了黄土浅埋小净距平行隧道施工地表沉降的估算公式,论文主要工作及取得的研究成果如下:(1)针对黄土浅埋非对称断面的小净距隧道施工顺序的优化,采用数值模拟分析方法研究了“大断面隧道先行开挖”和“小断面隧道先行开挖”时隧道时周围土体以及隧道支护结构的受力和变形特性,基于数值模拟分析确定了“大断面隧道先行开挖”的施工方案。(2)针对黄土浅埋非对称断面的小净距隧道施工,研究了“大断面隧道先行开挖”方案中不同大断面隧道开挖方案引起的隧道变形及受力特性的变化,分析了大断面先行隧道不同的开挖方式和非对称断面间间距对隧道土体、中间岩柱和支护结构变形、受力以及地表沉降和围岩塑性区的影响,基于数值模拟分析确定了大断面先行隧道合理、可行的施工开挖方案。(3)针对黄土浅埋非对称断面小净距隧道施工建议的双侧壁导坑法开挖方案,构建了精细化数值分析模型,详细研究了双侧壁导坑施工方案中,不同分步开挖参数引起的隧道围岩、支护结构及地表沉降的变化,确定了各分步间经济、合理、可行的设置距离,优化了浅埋非对称断面小净距隧道双侧壁导坑法施工参数,指导了工程的施工,取得了良好的效果。跟踪施工进行的现场监测分析验证了推荐方案的经济、合理和可行性。(4)基于叠加法原理获得了双孔平行隧道施工地表沉降的修正分析公式,结合西安黄土浅埋隧道的特点,给出不同埋深和隧道间距条件下黄土浅埋小净距隧道地表沉降的修正系数建议值;并对西安地铁四号线工程雁南四路站~大唐芙蓉园站区间的施工所引起的地表沉降进行了预测。
[Abstract]:The paper takes the Yannan fourth Road Station of Xi'an Metro Line No. 4 ~ Datang Furong Yuan Station as the engineering background. The mechanical characteristics and deformation law of shallow buried small distance tunnel in loess area were studied by systematic numerical simulation and field monitoring method. Based on the principle of the displacement superposition method, the estimation formula of the surface settlement in the construction of the shallow loess tunnel with small net distance is derived. The main work and research results obtained in this paper are as follows: (1) optimizing the construction sequence of small clear distance tunnel with shallow buried asymmetric section of loess. In this paper, numerical simulation analysis method is used to study the mechanical and deformation characteristics of soil around the tunnel and the supporting structure of the tunnel when the large section tunnel is excavated first and the small section tunnel is first excavated. Based on the numerical simulation analysis, the construction scheme of "excavation ahead of large section tunnel" is determined. (2) for the construction of small net distance tunnel with shallow and asymmetric section of loess, In this paper, the variation of tunnel deformation and mechanical characteristics caused by different large-section tunnel excavation schemes in the "large-section tunnel first excavation" scheme is studied. Different excavation modes and asymmetric cross-section spacing between large cross-section tunnels are analyzed to the soil mass of the tunnel. The deformation of intermediate rock column and supporting structure, the influence of force, surface subsidence and plastic zone of surrounding rock, based on numerical simulation analysis, determine the rationality of large-section tunnel. (3) the detailed numerical analysis model of double-sidewall tunnel excavation method is constructed, and the construction scheme of double-sidewall diversion pit is studied in detail, aiming at the construction proposal of shallow buried asymmetric cross-section tunnel with small clear distance. The change of surrounding rock, support structure and surface subsidence caused by different step excavation parameters determines the economic, reasonable and feasible setting distance between the steps, and optimizes the construction parameters of double-sidewall guide pit method of shallow asymmetric section and small clear distance tunnel. The construction of the project has been guided and good results have been obtained. The field monitoring analysis carried out by tracking construction verifies the economy, rationality and feasibility of the recommended scheme. (4) based on the principle of superposition method, the modified analysis formula of surface settlement of double-hole parallel tunnel construction is obtained. According to the characteristics of Xi'an loess shallow buried tunnel, the suggested value of surface subsidence coefficient of loess shallow buried tunnel with small net distance is given under the condition of different buried depth and tunnel spacing. The surface subsidence caused by the construction of Yannan four Road Station ~ Datang Furong Garden Station of Xi'an Metro Line 4 is forecasted.
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U455.4

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘永平;;湿陷性黄土隧道施工及量测技术[J];铁道建筑;2014年12期

2 孔祥兴;夏才初;仇玉良;张丽英;龚建伍;;平行小净距盾构与CRD法黄土地铁隧道施工力学研究[J];岩土力学;2011年02期

3 卿立春;;隧道工程监控量测技术[J];科技风;2010年07期

4 宋冶;王新东;王刚;李波;;客运专线大断面黄土隧道施工监控技术[J];铁道工程学报;2010年01期

5 钟祖良;刘新荣;袁飞;瞿万波;;仰拱一次性开挖长度对黄土连拱隧道稳定性影响研究[J];岩土工程学报;2008年03期

6 凌昌荣;张子新;;偏压小间距隧道荷载结构计算模型研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期

7 张昌勇;周勇;;古滑坡体上小净距隧道施工工艺研究[J];西部探矿工程;2007年07期

8 李毕华;李永盛;张亮;雷新文;;错台偏压小间距隧道施工现场监测研究[J];岩土工程界;2007年05期

9 师伟;;黄土隧道最小净距的探讨[J];公路;2006年07期

10 李云鹏;王芝银;韩常领;霍明;艾传志;;考虑地震影响的小间距隧道围岩流变损伤[J];长安大学学报(自然科学版);2006年02期

相关会议论文 前1条

1 刘新荣;孙辉;陈晓江;瞿万波;;黄土连拱隧道施工力学效应研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年

相关博士学位论文 前7条

1 余莉;苏州软土地层小净距隧道盾构施工交互影响机理研究[D];中国地质大学;2015年

2 李文华;大断面超小横净距双线地铁隧道施工控制技术研究[D];吉林大学;2013年

3 陈峰宾;隧道初期支护与软弱围岩作用机理及应用[D];北京交通大学;2012年

4 牛泽林;基于可靠度理论的黄土隧道衬砌结构安全评价与分析方法[D];长安大学;2012年

5 杜菊红;小间距隧道动态施工力学研究[D];同济大学;2008年

6 晏莉;并行隧道施工相互影响分析及应用研究[D];中南大学;2008年

7 吴小萍;可持续发展战略指导下的轨道交通规划与评价方法研究[D];中南大学;2003年

相关硕士学位论文 前10条

1 王伟;黄土地铁隧道近距离下穿既有地铁构筑物变形与力学行为研究[D];长安大学;2015年

2 邱明明;城市地铁隧道盾构施工引起的地层变形预测研究[D];南昌航空大学;2013年

3 刘丰铭;浅埋偏压小净距黄土隧道围岩稳定性研究[D];重庆大学;2013年

4 石宇;大断面超小净距地铁暗挖隧道施工技术研究[D];中南大学;2013年

5 曾艳;西安地铁二号线会展中心～三爻区间隧道施工现场监测及数值模拟[D];西安科技大学;2012年

6 李虎军;黄土隧道变形控制基准研究[D];兰州交通大学;2012年

7 韩冬;黄土地层地铁隧道施工引起地表移动及变形预测方法[D];西安科技大学;2011年

8 袁杰;地铁隧道开挖诱发的地表沉降与变形预测分析[D];北京交通大学;2010年

9 陶振东;黄土地区非对称小间距及偏连拱隧道施工力学理论研究[D];西南交通大学;2010年

10 余学鹏;地铁暗挖法施工数值模拟方法研究[D];中国地质大学（北京）;2009年

，

本文编号：2324269