【摘要】：在現(xiàn)有的城市軌道交通區(qū)間隧道施工過程中,為適應(yīng)不同工程條件的需求,盾構(gòu)與淺埋暗挖隧道小凈距并行施工情況日益增多。由于盾構(gòu)法與淺埋暗挖法對(duì)圍巖的擾動(dòng)形式和影響范圍不同,盾構(gòu)隧道與淺埋暗挖隧道小凈距并行施工的工程難度與風(fēng)險(xiǎn)也越來越大。在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)規(guī)范中,僅對(duì)隧道之間并行施工的最小凈距作了規(guī)定,但在實(shí)際工程中,兩隧道間的凈距受客觀條件的制約,可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范的規(guī)定。因此,分析小凈距隧道施工過程中后行隧道對(duì)先行隧道變形的影響,探尋需要采取加固措施的隧道間最小凈距,并對(duì)加固效果進(jìn)行研究具有十分迫切的現(xiàn)實(shí)意義。本文以濟(jì)南地鐵R3號(hào)線中雙線盾構(gòu)隧道與淺埋暗挖地鐵隧道小凈距并行施工工程為研究對(duì)象,采用MIDAS/GTS軟件,對(duì)不同小凈距下雙線盾構(gòu)隧道掘進(jìn)時(shí)原有淺埋暗挖隧道(CD工法)的變形情況進(jìn)行數(shù)值模擬,并將模擬結(jié)果與淺埋暗挖隧道安全距離判別準(zhǔn)則進(jìn)行比較分析,以求揭示后行洞施工對(duì)先行洞的變形影響規(guī)律,分析小凈距隧道需采取加固措施的最小凈距。同時(shí)對(duì)需采取加固措施的工況加固后進(jìn)行數(shù)值模擬,分析加固效果。然后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并與模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。本文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)采取MIDAS/GTS軟件建立有限元模型,對(duì)不同隧道凈距條件下(1.2D,1.0D,0.8D,0.6D,0.4D,D為盾構(gòu)隧道外徑)三孔隧道施工進(jìn)行數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明:當(dāng)隧道凈距減小到0.8D時(shí),左右線盾構(gòu)隧道與先行淺埋暗挖隧道塑性區(qū)發(fā)生重疊,當(dāng)隧道凈距減小到0.6D時(shí),淺埋暗挖隧道的拱頂沉降已接近其控制值,塑性區(qū)重疊范圍進(jìn)一步加大。因此,需對(duì)凈距小于0.8D的工況采取加固措施。(2)通過對(duì)小凈距隧道變形控制措施分析,提出兩種適合本工程的小凈距隧道施工加固方法,即帷幕注漿法和打設(shè)鉆孔灌注樁法。通過采用MIDAS/GTS軟件對(duì)兩種加固方法進(jìn)行分析可知,采用打設(shè)鉆孔灌注樁措施能夠更好地控制先行淺埋暗挖隧道的變形和位移。在打設(shè)鉆孔灌注樁后,雖然隨著隧道凈距減小,后行盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)先行淺埋暗挖隧道變形仍略有加大,但變化不顯著,遠(yuǎn)小于其變形控制值,且塑性區(qū)不再發(fā)生重疊,從而使超小凈距安全施工成為可能。(3)通過施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地監(jiān)測(cè)獲取的數(shù)據(jù)對(duì)淺埋暗挖隧道的豎向變形和水平變形規(guī)律進(jìn)行分析。結(jié)果表明,對(duì)于淺埋暗挖隧道的某一個(gè)斷面,當(dāng)盾構(gòu)逐漸掘進(jìn)至該斷面時(shí),會(huì)對(duì)該斷面圍巖產(chǎn)生推擠,從而使該斷面仰拱下沉,拱頂上升,同時(shí)凈空會(huì)發(fā)生收斂;盾構(gòu)掘進(jìn)通過后對(duì)圍巖的弱化作用以及應(yīng)力釋放作用,又會(huì)使該斷面的拱頂沉降,仰拱隆起,凈空也會(huì)發(fā)生擴(kuò)容。將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比得知,雖然二者數(shù)據(jù)不盡相同,但是數(shù)值基本接近,誤差都不是很大,所反映出的后行盾構(gòu)對(duì)先行淺埋暗挖隧道的影響規(guī)律基本相同,數(shù)值模擬方法能較好地反映本工程真實(shí)施工情況。
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U455.4;U231.3
【圖文】：

表 2.2 分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域劃分 特征 對(duì)策強(qiáng)影響區(qū)新建工程的會(huì)對(duì)原有工程產(chǎn)生較大影響，導(dǎo)致原有工程破壞。需對(duì)新建工程施工時(shí)，原的變形程度和強(qiáng)度變化慮，然后從施工方法上采弱影響區(qū)新建工程對(duì)原有工程的影響較為有限，不會(huì)對(duì)既有工程造成較大的破壞。在施工過程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，從根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整施工方取相應(yīng)加固措施。無影響區(qū)新建工程對(duì)原有工程不會(huì)產(chǎn)生太大影響，可以忽略。一般不需要采取措施。般條件下，隧道掘進(jìn)的影響范圍如圖 2.1 所示（D 為隧道的外徑）為穩(wěn)定巖層時(shí)，隧道施工的影響范圍可以折減 20%；當(dāng)隧道圍巖為工的影響范圍應(yīng)增加 20%；當(dāng)隧道圍巖不穩(wěn)定圍巖時(shí)，隧道施工%。

圖 2.2 隧道開挖影響范圍）土體的壓縮和固結(jié)沉降暗挖隧道開挖前一般需要先進(jìn)行排水，由于孔隙水的減少以及土體成土體產(chǎn)生壓縮和固結(jié)。埋暗挖隧道開挖過程中，隧道圍巖變形是非常復(fù)雜的。由圖 2.3 可知的應(yīng)力釋放自上而下傳遞，并集中在圍巖及掌子面，若土體強(qiáng)度小于圍巖就會(huì)發(fā)生較大的變形。同時(shí)，圍巖的變形將從下向上傳遞，過程水固結(jié)或地層壓密等。

圖 2.2 隧道開挖影響范圍體的壓縮和固結(jié)沉降挖隧道開挖前一般需要先進(jìn)行排水，由于孔隙水的減少以及土體土體產(chǎn)生壓縮和固結(jié)。暗挖隧道開挖過程中，隧道圍巖變形是非常復(fù)雜的。由圖 2.3 可知應(yīng)力釋放自上而下傳遞，并集中在圍巖及掌子面，若土體強(qiáng)度小于就會(huì)發(fā)生較大的變形。同時(shí)，圍巖的變形將從下向上傳遞，過程固結(jié)或地層壓密等。

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本文編號(hào)：2765690