地铁交叉隧道施工围岩变形及稳定性研究

发布时间：2020-05-31 17:49

【摘要】：作为平面交叉隧道的一种结构形式,横通隧道在建设过程中必然会面临最优交叉角的选择及交叉隧道围岩变形和稳定性的研究问题。本文以大连地铁促春站至春光街站区间横通隧道建设工程为研究背景,利用有限差分软件FLAC3D对0°～90° 7种不同交叉角度交叉隧道进行数值模拟分析,研究了不同角度横通隧道近接主隧道施工时交叉隧道围岩及支护结构的应力、应变、塑性区的变化规律,并与现场实测结果进行对比分析。主要研究工作及取得的成果有:(1)依据隧道近接施工理论,将横通隧道近接施工对主隧道围岩及支护结构的影响分为三个影响分区:强影响区、弱影响区、无影响区。三个影响分区的影响范围随着横通隧道开挖角度的减小而增大。(2)不同角度交叉隧道地表、拱顶、拱底、拱腰的变形随着横通隧道开挖角度的不同而发生规律性的变化,15°～45°横通隧道对主隧道的扰动较明显,60°～90°横通隧道的扰动较小,在横通隧道开挖角度的选择上应尽量大于45°;交叉隧道锐角侧围岩所受的扰动比钝角侧大;受横通隧道开挖的影响,主隧道围岩随着影响分区的不同而产生不同程度的再次扰动,主隧道围岩竖向变形与横向变形最大值均出现在强影响区距交叉隧道中心一定距离,且横通隧道开挖角度越小,离交叉点中心越远;受主隧道支护的影响,横通隧道围岩的整体变形量比主隧道要小。(3)不同角度交叉隧道围岩、初期支护、二次衬砌的最大与最小主应力随着横通隧道开挖角度的减小而增大;交叉隧道初期支护结构承受的围岩应力明显大于二次衬砌,拉应力最大值出现在交叉隧道交叉点中心附近的拱顶与拱底位置;洞室周边围岩及二次衬砌主要承受压应力,压应力最大值出现在交叉隧道强影响区的拱腰处。(4)交叉隧道围岩的塑性区范围随着横通隧道开挖角度角度的减小而增大;交叉隧道锐角侧围岩的塑性区的范围要明显大于交叉隧道钝角侧;受横通隧道开挖的影响,主隧道围岩右侧的塑性区范围要大于左侧。
【图文】：

图１．１技术路线图逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋ｒｏｕｔｅ邋ｃｈａｒｔ逡逑

２．３．３近接影响分区划分的影响因素逡逑交叉隧道近接施工的影响因素有很多，为了更准确的把握隧道近接施工的近接程度，逡逑引入隧道近接施工分区指标表达式［４２］为：逡逑Ｒ，Ｊ邋＝邋ａ0，ｙ邋（！邋＋邋ａＵｊ邋＋邋ａｉ，ｊ邋＋邋ａｉ，ｊ邋）ａＡ，，ｊｋＤ．ｍ逦（２．３）逡逑式中：为新建隧道几何修正系数；６＾为近接隧道位置关系修正系数，对于平面逡逑交叉隧道的位置关系，取叫＝１；邋ａ２ｙ为围岩等级及地质条件修正系数；ａ３ｙ为原隧道健逡逑全度修正系数；七＃为近接隧道施工时采取的对策的修正系数；Ｄ，？，取新建隧道的当量逡逑直径。逡逑１６逡逑
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U231.3;U451.2

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 张晓清;张孟喜;吴应明;李磊;王有成;;多线叠交盾构隧道近接施工模型试验[J];上海交通大学学报;2015年07期

2 陈卫忠;郑东;于建新;李明;袁敬强;刘焕春;田洪铭;;交叉隧道施工对已有隧道稳定性影响研究[J];岩石力学与工程学报;2015年S1期

3 李玉峰;彭立敏;雷明锋;;高速铁路交叉隧道动力学问题研究综述[J];现代隧道技术;2015年02期

4 陆俊强;;浅埋及软弱围岩隧道变形监测回归分析的应用[J];企业科技与发展;2015年04期

5 柯鹤新;;新建隧道施工对既有隧道影响的三维数值模拟研究[J];科技通报;2015年01期

6 于鹤然;周晓军;胡鸿运;;铁路立体交叉隧道相互影响阈值[J];土木建筑与环境工程;2014年03期

7 张建;;新建隧道施工对既有隧道应力影响的分析[J];铁道建筑;2014年01期

8 谢雄耀;牛俊涛;杨国伟;刘晨;;重叠隧道盾构施工对先建隧道影响模型试验研究[J];岩石力学与工程学报;2013年10期

9 曹日红;曹平;林杭;张科;;巷道交叉段围岩变形规律及安全度分析[J];采矿与安全工程学报;2013年05期

10 赵斌;敖們;李文涛;;不同埋深下小净距隧道最优净距的探讨[J];铁道建筑;2013年08期

本文编号：2690232