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北京地铁超小净距群洞隧道相互影响的控制研究
| 论文题名： | 北京地铁超小净距群洞隧道相互影响的控制研究 |
| 关键词： | 地铁超小净距群洞隧道;围岩松动压力;施工顺序;大尺寸隧道拆撑 |
| 摘要： | 我国城市交通进入了高速的发展期以来，地铁隧道建设产生了更多的需求，小净距群洞隧道的建设也越来越多。由于小净距群洞隧道施工时相互影响大，隧道的设计和施工常常会产生很多问题，因此对群洞隧道相互影响的控制研究非常有必要。本文依托北京17号地铁天通苑东站北段工程，采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合的方法，对围岩松动压力、群洞的施工顺序、大尺寸隧道拆撑进行了研究，主要研究内容及成果如下： (1)以库伦土压力极限平衡思想为核心，公路隧道设计规范计算方式为基础，提出了浅埋多洞小净距松动围岩压力的计算公式并在c平台上设计了程序以便于计算和检验，在此基础上，绘制等值线图进行规律研究。结果显示：围岩质量劣化、净距减小或者埋深的增大、洞室跨度变大都能导致洞室的受力情况变差；提出了以偏压为主要考虑的群洞效应影响系数，找出了减小群洞效应的方法，即调整隧道群的空间分布、加固施工土体、调整施工顺序。 (2)选取参考指标，利用数值软件FLAC3D模拟工况对多洞小净距施工原则进行讨论。在讨论施工原则之前，以主成分分析为思路，对参考指标中土体稳定性指标进行了改进并设计程序计算强影响区域内K矩阵。结果显示：多洞小净距隧道群施工时，先施工大尺寸隧道比先施工小尺寸隧道要安全、先施工浅埋隧道要比先施工深埋隧道安全；无论后施工两洞处在已施工一洞的同侧还是异侧，先施工距离已施工洞室远的一洞较为安全；在等距等尺寸平行隧道群施工时，建议先边洞、对称、少“摆动”施工。 (3)结合多洞小净距隧道施工原则，参考K主特征值与初支、二衬受力状况，对天通苑东站出入段线五洞隧道进行了施工顺序优化；并对力学最优施工顺序和实际施工顺序的隧道中间大尺寸隧道临时中隔壁拆除方案进行了优化，得到结论如下：采用先施工中间大断面的施工顺序，相比较于其他优化方案，能够使得在隧道施工过程中，土体破坏程度与初支受力状况相差不大的情况下，使得二衬受力状况最优；对于以上的施工顺序，可以在隧道初支完成三分之二时开始用一次拆撑长度为6m的拆撑方案拆撑，其能够兼顾效率和隧道的安全施工。 (4)对隧道地表及拱顶沉降、结构轴力进行处理分析总结，得到以下结论：群洞隧道施工时，采取对土体加固、调整拆撑方案可以有效控制群洞之间的相互影响，其中天通苑东站出入段线施工时，中间大尺寸隧道施工时对其他洞室影响最为明显。 |
| 作者： | 靳曜光 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 贺少辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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