新建普吉隧道施工对既有隧道的安全风险评估研究

发布时间：2019-08-09 10:25

【摘要】：20世纪以来,汽车运输量不断增加,公路路线标准相应提高,公路隧道也逐渐增多。在此背景下,由于隧道受地质、地形及空间的限制,出现了许多在已修建完成的隧道附近新建隧道即建设既有隧道的复线、新建铁路隧道与既有铁路隧道并行、一次性建成复线等情况,这必然导致大量的新建隧道与既有隧道近接或交叉,隧道的近接与交叉将会导致隧道施工难度的增加。本文依托云南普吉隧道,围岩级别为III、IV、V级,属于软弱围岩。根据工程提供的相关数据和资料,进行了调查、理论研究和相关计算,具体成果如下:(1)对普吉隧道右线洞口明洞段开挖进行了施工风险分析,经过综合分析,右线隧道洞口明挖段存在的主要施工风险为围护桩基坑施工,风险等级为高度(Ⅲ级),采空区与煤系地层施工,风险等级为中度(Ⅱ级),支护桩与仰坡施工风险等级均为中度(Ⅱ级)。(2)对普吉隧道暗埋段施工进行了风险分析,根据普吉隧道洞口段地质条件及施工工法,对主要的风险因素塌方、渗漏水、瓦斯风险、衬砌大变形等进行了详细的分析。对洞口的施工风险进行了评价,确定普吉隧道洞口施工风险等级并提出了减小本工程洞口施工的风险的措施与建议。(3)根据依托工程实际地质情况,利用大型有限元软件ANSYS进行数值模拟分析,新建隧道采用台阶法进行施工,分析了台阶法施工的隧道对既有隧道的三维建模数值分析,通过计算数据分析可以得出围岩、初期支护的局部位置(拱脚处)有一些应力集中现象,围岩、初期支护受力均低于强度规范值,都满足设计规范的强度要求;围岩、初期支护的位移变化均符合规范要求。最后对爆破进行了分析,得出新建隧道爆破施工时爆破振动振速在安全范围内,隧道爆破施工对既有隧道行车影响较小。
【图文】：

示意图,风险分析,过程,示意图

2.1 风险分析步骤与方法2.1.1 风险分析步骤风险分析包括以下三个主要步骤：（1）采集数据首先必须采集与所要分析发生的风险相关的数据，这些相关的数据可以从国内外类似项目的研究中得到。所采集的数据必须是客观的、正确的且可统计的（2）完成不确定性模型以得到的风险信息为基础，量化风险发生的可能性和可能的结果。一般用概率来表示风险发生的可能性。（3）对风险影响进行评价通过评价把风险事件发生的不确定性与可能结果结合起来，并根据相关等级标准进行评价分级与排序。风险分析全过程如图 2-1 所示。

拓宽工程,方案图,隧道,既有隧道

3.1.1 工程概况普吉隧道位于云南省昆明市，由于该隧道常年处于拥堵状态，现已启动普吉隧道扩容改造工程，普吉隧道是昆禄公路一条穿山隧道，国道 G108 线大普吉隧道封闭改造自 2014 年 9 月 15 日开始，施工对隧道内包括通风、照明、监控、消防、交通信号标志标识、环境监测、隧道渗水、路面、监控值班室、洞门景观等进行了相应改造，隧道通行环境和条件得到巨大改善。主要工程包括：路基、路面、桥涵、隧道、交安、绿化工程等，本工程中的关键节点工程为：普吉隧道，由于新建的普吉隧道距既有的普吉隧道间距为18.05m，扩大断面处为 19.99m，与既有隧道的间距均小于 2D，当新建隧道爆破开挖施工时，可能导致既有隧道周边围岩松弛，从而导致既有隧道衬砌上的荷载增加；另外，在新建隧道爆破施工过程中，爆破振动可能引起既有隧道围岩与衬砌结构的振动荷载作用，导致衬砌发生开裂或者脱落，因此该隧道为关键性控制工程。普吉隧道建设方案为：在既有隧道两侧各新建一座三车道隧道，并保持既有隧道利用现状（图 3-1）。新建隧道
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U455;U458

【参考文献】