本文選題：小凈距隧道 + 盾構法施工��； 參考：《山東建筑大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著城市化建設的不斷深化,為解決城市交通擁擠的現(xiàn)象,對地下空間的開發(fā)和利用也成為當今城市發(fā)展的需求。按照《公路隧道設計規(guī)范》(JTG_D70-2004)第4.3.2條對小凈距隧道的定義(在軟巖地段兩隧道凈距小于4B為小凈距隧道,B表示隧道寬度),而《地鐵設計規(guī)范》(GB 50157-2013)規(guī)定,盾構法施工的并行隧道間的凈距,不宜小于隧道外輪廓直徑。那么城市地鐵大部分都是小凈距隧道,但盾構法施工的小凈距隧道與新奧法施工的山嶺隧道差異較大,且土體與巖體性質也有較大差異,在不同地層條件下,城市地鐵小凈距隧道盾構法施工過程中仍會引起周圍地層位移及引起地表沉降,從而對臨近的地下結構以及相鄰的地面建筑物產生不利的影響,引發(fā)一系列的問題。本文以石家莊地鐵一號線談固站~朝暉橋站區(qū)間工程為背景,利用理論分析,數(shù)值模擬等方法對小凈距雙洞隧道盾構法施工過程中,在不同地層,不同凈距條件下隧道周圍巖土體的穩(wěn)定性進行研究。利用有限差分模擬軟件FLAC~(3D)對不同地層,不同凈距條件下,盾構法施工的小凈距隧道對周圍巖土體的擾動進行分析,對隧道開挖過程利用應力釋放法進行模擬,模型中隧道周圍土體模型采用Mohr-Coulomb準則的彈塑性模型,混凝土管片采用線彈性模型,盾構管片采用殼單元(Shell),土體的開挖采用空模型(Null)。觀察隧道周圍巖土體的應力應變、塑性區(qū)大小以及變形情況,所得出的結論如下:(1)隨著雙洞隧道的凈距減少,隧道周圍巖土體中的應力在不斷增加,當凈距小于1.0B時,小凈距隧道周圍巖土體中的應力增加幅度變大,因此,《地鐵設計規(guī)范》(GB50157-2013)中規(guī)定的盾構法施工的隧道間的凈距不宜小于隧道外輪廓直徑是合理的。(2)隨著雙洞隧道的凈距增加,隧道周圍巖土體產生的沉降在不斷減小,變化速率也在不斷減小,但到凈距大于4.5B時有開始增大的趨勢。為避免沉降過大,盾構法施工的雙線隧道凈距應盡可能的接近4.5B,但4.5B的凈距會產生大量的地下空間浪費,因此,在考慮節(jié)約空間等因素后,建議凈距以2.0B左右為宜。(3)不同地層條件下的盾構法施工的小凈距隧道的塑性區(qū)分布也有些許差別。粘性土中的應力相對較大,而粉土與砂類土相對較小。在應用盾構法施工小凈距隧道時,應注意施工對不同巖土體產生的擾動也是不同的。(4)對不同地層,小凈距隧道應用盾構法施工所產生的沉降,也不盡相同。其中,粘性土是模擬的四種巖土體中產生沉降最大的,而粘性土在工程上是最常遇到的土層之一,在粘性土地層應用盾構法施工時,要加強對隧道沉降的監(jiān)控,如若發(fā)現(xiàn)有沉降加大的趨勢,應提前采取相應措施加固土體。
[Abstract]:With the development of urbanization, in order to solve the problem of urban traffic congestion, the development and utilization of underground space has become the demand of urban development. According to article 4.3.2 of the "Road Tunnel Design Code" / JTGSP / D70-2004), the definition of a small clean distance tunnel (in soft rock areas where the net distance is less than 4B means the width of the tunnel by the small spacing tunnel "B", and the "Subway Design Code" / GB50157-2013), The net distance between the parallel tunnels constructed by shield method should not be smaller than the diameter of the outer profile of the tunnel. Well, most of the urban subway is a small clean distance tunnel, but the difference between the small clear distance tunnel constructed by shield method and the mountain tunnel constructed by New Austrian method is great, and the properties of soil and rock mass are also quite different. Under different stratum conditions, In the course of shield tunneling construction of small distance tunnel of urban subway, the ground displacement and ground subsidence will still be caused, which will have adverse effects on the adjacent underground structure and adjacent ground buildings, thus causing a series of problems. In this paper, based on the project between Shuanggu Station and Chaohui Bridge Station of Shijiazhuang Metro Line 1, using the methods of theoretical analysis and numerical simulation, in the course of shield tunneling with small spacing and double holes, different strata are used. The stability of rock and soil around the tunnel was studied under the condition of different net distance. In this paper, the disturbance of surrounding rock and soil is analyzed by using the finite difference simulation software FLACZ3D, and the stress release method is used to simulate the excavation process of the tunnel. In the model, the soil model around the tunnel adopts the elastic-plastic model of Mohr-Coulomb criterion, the concrete segment adopts the linear elastic model, the shield segment adopts the shell element, and the soil is excavated using the empty model. The stress and strain of surrounding rock and soil mass, the size of plastic zone and the deformation are observed. The conclusions are as follows: 1) with the decrease of the net distance of the tunnel, the stress in the surrounding rock and soil is increasing, when the net distance is less than 1.0 B. Since the stress increases in the surrounding rock and soil mass of the tunnel with small clear distance, the net distance between the tunnels constructed by shield method stipulated in the "Subway Design Code" GB50157-2013) should not be less than the diameter of the outer profile of the tunnel. The net distance between the tunnels should not be less than the diameter of the outer profile of the tunnel. (2) with the increase of the net distance of the double-hole tunnel, The settlement of rock and soil around the tunnel is decreasing and the rate of change is decreasing, but the net distance is larger than 4.5B. In order to avoid excessive settlement, the net distance of double-line tunnel constructed by shield method should be as close to 4.5B as possible, but the net distance of 4.5B will cause a lot of waste of underground space. It is suggested that the appropriate net distance is about 2.0B.) the plastic zone distribution of the small clearance tunnel constructed by shield method under different stratum conditions is also slightly different. The stress in cohesive soil is relatively large, while silt and sandy soil are relatively small. When using shield method to construct small clear distance tunnel, attention should be paid to the disturbance caused by construction to different rock and soil mass, to different strata, and to the settlement produced by shield tunneling construction in small distance tunnel. Among them, clay soil is the largest settlement of the four simulated rock and soil mass, and clay soil is one of the most frequently encountered soil layers in engineering. When the shield method is used in the construction of viscous soil layer, it is necessary to strengthen the monitoring of tunnel settlement. If there is a tendency to increase settlement, corresponding measures should be taken in advance to strengthen the soil.
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U455.43

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本文編號：1828133