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软弱围岩交叉隧道近接施工扰动效应规律研究
| 论文题名： | 软弱围岩交叉隧道近接施工扰动效应规律研究 |
| 关键词： | 交叉隧道;风险评估;软弱围岩;近接施工;扰动效应 |
| 摘要： | 随着城市发展,地下轨道线路数量越加繁多,不可避免的产生隧道交叉。本文采用有限元模拟与现场监测相结合的方法,以北京地铁7号线下穿既有隧道10号线车站工程为依托,研究了新建隧道与既有隧道相互影响的应力与变形规律,并依据既有隧道变形影响因素,建立交叉隧道风险分析评价标准。主要研究内容为: (1)通过分析新建隧道对既有隧道的影响因素,基于模糊数学综合评判方法建立交叉隧道的风险评估体系,对各因素风险分级进行量化处理,得出北京地铁7号线施工对既有10号线的风险等级为3级,即一般风险。 (2)通过数值模拟新建隧道台阶法施工与CRD法施工,得出采用CRD法施工对既有隧道变形以及地表沉降影响较小,下穿完成后采用台阶法既有隧道变形为1.714mm,CRD法仅为0.4mm;采用台阶法施工地表沉降为12.59mm,CRD法仅为5.16mm。对比新建并行隧道同时开挖与只开挖一个隧道,得出同时开挖并行隧道对地表沉降以及既有隧道二次衬砌变形造成更大扰动:同时开挖贯通后引起地表沉降13.01mm;只开挖一个隧道贯通后引起地表沉降11.2mm。 (3)通过数值模拟新建隧道台阶法下穿施工,得出新建隧道初次衬砌应力最大值位于穿越既有隧道轴线9m处,应力最大值为0.9MPa,应力值在3~9m处变化比较明显;下穿过程中既有隧道二次衬砌变形显著区间为下穿6m后到既有隧道轴线处,此阶段变形占既有隧道二次衬砌总变形的90％。故新建隧道受力危险区段为穿越既有隧道轴线后3~9m处,既有隧道变形危险区段为下穿既有隧道轴线前的施工段。 (4)通过对比各阶段既有隧道GJ7与GJ5的实测变形值,发现使用台阶法开挖下穿隧道时,开挖上半台阶时既有隧道产生较大变形,开挖下半台阶时变形较小,说明下穿施工中既有隧道在初次扰动中变形较大,施工时应尽量减小初次开挖断面。结合现场监控量测数据,对比分析现场监测隧道下穿过程中既有隧道产生的变形值,发现数值模拟值与实测值基本吻合,说明数值模拟结果能够较好的反映隧道下穿施工过程中的变形规律。 |
| 作者： | 樊磊 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 霍润科 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安建筑科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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