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原文传递 新建隧道下穿对既有运营地铁隧道影响及控制研究
论文题名: 新建隧道下穿对既有运营地铁隧道影响及控制研究
关键词: 交叉隧道;下穿施工;动力分析;工艺优化
摘要: “十四五”现代综合交通运输体系发展规划发布后,城市轨道交通正呈大规模、快速化的发展态势。未来随着城市群、都市圈、城市一体化建设的持续发展,市区城轨、市域快轨、城际铁路的“三网融合”,我国城市地下空间会得到进一步的发展,线路也必将相互交叉重叠,趋于网络化。面对如此复杂的工程条件,如何才能使新建隧道顺利穿越,又保证既有运营隧道正常运营,这对新建隧道设计和施工、既有隧道的加固都提出了更高的要求,因此研究新建隧道下穿施工对既有运营地铁隧道影响及控制研究具有重大的意义。
  本文以重庆铁路枢纽东环线某新建铁路隧道下穿既有运营地铁隧道为工程依托,结合理论分析、数值模拟与现场实测的方法对新建隧道下穿施工对既有运营地铁隧道影响及控制展开研究。主要研究内容和成果如下:
  (1)详细分析了既有隧道在新建隧道下穿施工扰动下的受力特性和变形理论,并探讨了新建隧道-地层-既有隧道三者的相互作用关系、相互作用模式、相互作用状态;基于弹性地基模型理论,运用两阶段分析方法分析了既有隧道变形规律。
  (2)利用MIDAS/GTS有限元软件,建立了新建隧道下穿既有隧道三维静力模型,得到了新建隧道下穿施工时既有隧道的位移及力学响应规律;对开挖过程中会对既有隧道产生影响的围岩级别、隧道埋深、开挖方法、交叉角度等因素进行影响因素分析。
  (3)利用Fortran语言编制DLOAD子程序,分别得到6节地铁列车单线和双线行驶时的列车振动荷载;利用ABAQUS通用有限元软件建立列车振动荷载作用下新建隧道下穿既有隧道三维动力模型,得到了既有运营隧道在列车振动荷载作用下的动力响应规律,并结合相关设计规范,对既有运营地铁隧道安全性进行评价。
  (4)对国内主要城市新建隧道穿越既有线路施工案例进行了统计分析,得到了不同地区既有隧道结构沉降变形特点和施工中采取的控制措施;对目前工程施工中常用的控制措施进行了分类整理与阐述;最后结合实际工程,介绍了新建隧道下穿既有运营地铁隧道施工中采取的控制措施及施工工艺。
  (5)对既有隧道进行现场自动监测,对比分析实测数据与数值模拟数据,发现两者变形趋势基本一致,验证了数值模拟的正确性。
作者: 张好旗
专业: 建筑与土木工程
导师: 罗林
授予学位: 硕士
授予学位单位: 重庆交通大学
学位年度: 2022
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