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新建隧道穿越既有隧道安全风险及控制技术研究
| 论文题名： | 新建隧道穿越既有隧道安全风险及控制技术研究 |
| 关键词： | 交叉隧道施工;力学行为;安全风险;控制技术 |
| 摘要： | 新建隧道穿越既有隧道工程中，新建隧道施工时在既有隧道开挖已对原始围岩应力产生扰动的基础上再一次对围岩应力产生扰动，使得围岩应力场和塑性变形区分布更加复杂，施工中若不注意施工方法和支护措施的合理使用，比单一隧道施工更容易出现安全问题。目前对交叉隧道施工的理论分析还不十分明确，隧道交叉隧道施工的力学行为研究还未形成一套系统而全面的理论系统。 本文以重庆轨道交通3号线新建童家院子隧道下穿既有车场出入线隧道为工程依托，首先通过理论分析给出本文研究工程存在的施工风险以及相应可以采用的对策措施，交叉隧道施工相互影响范围，和既有隧道允许的沉降控制阈等;随后通过数值理论分析，一是验证了理论分析出结论的合理适用性，二是模拟出实际施工中可能存在的风险以及采取对策措施后可能达到的效果，并得出围岩及衬砌变形的数值模拟值。最后以实际工程施工现场的监控量测数据为基础，对实际工程中施工风险较大的隧道开挖范围及采取支护措施和改进施工方法后取得效果进行了研究。通过以上三方面的分析得出以下规律: ①理论研究阶段，通过分析得出新建隧道穿越既有隧道时既有隧道受到新建隧道施工影响范围是有限的，新建隧道施工能够对既有隧道产生影响范围也是有限的;既有隧道沉降控制值根据沉降准则和既有结构物强服准则计算得出结果是不同的，应采用两者中的较小值作为控制值。 ②数值模拟阶段，通过ANSYS数值模拟首先印证理论分析的正确性，新建隧道施工能够对既有隧道产生影响范围和既有隧道受到新建隧道施工影响范围都是有限的，既有隧道靠近新建隧道侧衬砌受影响程度更大;每个开挖段第1开挖部开挖时，隧道衬砌应力和变形变化最大，在整个开挖段各个开挖部开挖完成衬砌形成封闭环后，变形和应力变化减小;支护措施的采用对降低变形发展速率和控制变形最大值都有积极作用。 ③现场监控数据分析阶段，通过监控数据分析可以看出新建隧道下穿既有隧道时，在新建隧道掌子面在接近交叉断面一定范围时，衬砌变形和支护钢拱架应力变化速率明显增大，在采取钢拱架和超前小导管注浆等支护措施以及改进开挖方法采取微台阶开挖后，沉降监控值以及钢架应力监控值变化速率都减小，开挖得以安全进行。 |
| 作者： | 张鸣 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王先义 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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