用户名: 密码: 验证码:
上下交叉隧道近接施工技术的研究
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
随着我国现代化的进程和交通路网的不断完善,在新建交通路线时遇到既有结构物的机会逐年增多。在隧道工程方面,地下工程的飞速发展,也使新建洞室和既有洞室遭遇几率越来越大,遭遇的形式越来越繁杂,在空间位置上,有水平方向的并行,也有竖直方向的上下交叉、重叠等,且相邻洞室的间距越来越小。新建的地下工程,为了满足使用功能的需要,也存在小净距的相邻洞室同时施工的问题。
     本文以温福客运专线琯头岭隧道下穿同三高速公路的琯头岭隧道的施工技术方案为出发点,采用通用有限元分析软件ANSYS研究了新建隧道和既有隧道对不同的开挖方案的施工方法选择敏感性的影响,通过试验段来验证初步拟订施工方案的可行性,在方案实施过程中,建立了完善的监控测试体系。在两隧道的竖直方向间距仅3.24m的困难条件下保证了铁路隧道的施工安全和既有公路隧道的结构安全。通过理论研究和工程实践,得到以下主要结论和成果:
     ①建立了三维模型对琯头岭新建铁路隧道隧道和既有公路隧道在不同的开挖支护条件下的进行有限元分析,得到在琯头岭隧道的围岩条件下,围岩的位移和内力对开挖方式不敏感,与经验分析和工程实际相符。增大了选择方案的灵活性。找到施工过程控制的重点是爆破振动的影响。
     ②在琯头岭隧道大量实测数据的基础上,对实测数据进行了回归处理与分析;利用实测数据的支持下,改变了原设计的部分支护方式。为安全快速通过交叉段创造了条件。
With developing of modernization process and traffic network, there is more and more possibility to encounter existent constructions year after year. In tunnel project constraction, rapid expanding of underground engineering brings on more possibility of new structure colliding with old structure. Format of colliding is more and more complex. It's necessary to study small clear-span tunnel simultaneous construction scheme in new underground project.
     The thesis bases on guangtouling tunnel contructiing technical scheme in Wenzhou-Fuzhou passenger transport railway line which under-crossed Tongzhou-Sanya highway. Influence of difference excavating schemes and constrcting methods has been researched using universal finite element analyze software ANSYS. Feasibility of scheduled constrcting methods has been validated by pilot plant. Comprehensive inspect and test architecture bring into scheme realization process. Structure security had been ensured under 3.24m vertical interval between railway new tunnel and highway old tunnel.
     Some main conclusion and achievement are attained by theory study and engineering practice:
     ①Three-dimensional model is established to realize finite element analysis about excavating support and protect conditions of Guantouling new railway tunnel, which crosses with old highway tunnel. Analysis result shows that wall rock's displacement and internal force are sensitiveless with excavating mode, and consistent with experience analysis and project practice. Analysis result is useful for flexible choosing excavating scheme. The construction process control's emphases is exploding vibrancy effect.
     ②Based on abundant Guantouling tunnel project actual measuring data, regression procedure and analysis is put forward. Using actual measuring data support, some support and protect modes were changed. All the work is used for creating conditions to satisfy safe and rapid passing in crosse section.
引文
[1]王毅才.隧道工程[M].北京:人民交通出版社,1987
    [2]关宝树等.隧道及地下工程[M].成都:西南交通大学出版社,2000
    [3]边翔.大跨度隧道施工方法数值模拟与动力响应分析研究.[D].武汉.武汉理工大学.2005.
    [4]蒋树屏.我国公路隧道建设技术的现状及展望[J].交通世界.2003/2-3.22-27
    [5]黄成光.公路隧道施工[M].北京.人民交通出版社,2001
    [6]陈竹涛.大跨浅埋城市轻轨车站隧道施工力学效应研究.[D].重庆.重庆大学.2006
    [7]傅鑫彬.浅埋软弱围岩大跨隧道的施工技术研究.[D].成都.西南交通大学.2006
    [8]胡学兵,大断面公路隧道力学响应及围岩稳定性评价研究[D],重庆.重庆交通大学.2003
    [9]王应富,蒋树屏,张永兴.四车道隧道动态施工力学研究[J].公路交通科技.2005,6:134-137
    [10]张顶立,王梦恕等.复杂围岩条件下大跨隧道修建技术研究[J].岩石力学与工程学报.2003.2:290-296
    [11]霍卫华.软岩大跨隧道施工力学研究.[J].河北理工学院学报.2004.11:96-100
    [12]孟伶俐等.地铁大断面隧道开挖方法选取三维模拟计算分析.[J].西部探矿工程.2006(1):152-153
    [13]奚正兵等.超大断面隧道不同工法引起软弱围岩变形机理分析.[J].施工技术.2006.7:50-68
    [14]吴梦军,刘新荣等.特大断面隧道施工方法试验研究.[J].重庆建筑大学学报.2005.10:57-60
    [15]Hoek.E.Big tunnels in bad rock.Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,v 127,n 9,September,2001,p 726-740
    [16]Sakurai.Mitsuo.CONSTRUCTION OF SHINKANMON TUNNEL.Permanent Way,v 16,n 2-3,May,1976,p 36-47
    [17]谢康和,周健.岩土工程有限元分析理论与应用[M].北京.科学出版社.2002
    [18]李世辉.隧道支护设计新论—典型类比分析法应用和理论[M].北京.科学技术出版社.1999
    [19]郑颖人,董飞云等.地下工程锚喷支护设计指南[M].北京.中国铁道出版社.1988
    [20]潘昌实.隧道力学数值方法[M].北京.中国铁道出版社.1995
    [21]于学馥等.岩石力学新概念与开挖结构优化设计[M].北京:科学出版社,1995
    [22]Reidmann H and Pawlik P.S.Elasticity Theory and Application,John Wiley and Sons,1980
    [23]Fung YC.Foundations of Solid Mechanics,Prentice-Hall,Inc.,1965
    [24]Srinath LS.Advanced Mechanics of Elasticity,TATA,McGraw-Hill,1980
    [25]饶寿期.有限元法何边界元法基础[M].北京.北京航天航空航天大学出版社,1990
    [26]刘涛,杨凤鹏.精通ANSYS.北京.清华大学大学出版社.2002
    [27]北京交科公路勘察设计院.杭徽高速公路临安汪家埠至昌化段两阶段施工图设计第四合同段第五册第六篇《隧道》.2004.7
    [28]江胜明.基于模糊模式识别的公路隧道围岩级别判定[J].公路交通技术.2005.8:131-133
    [29]黄金国.昱岭关古城墙下浅埋偏压双连拱隧道施工力学研究[D].重庆.重庆大学.2006.6
    [30]重庆交通科研设计院.公路隧道设计规范.2004
    [31]张强勇.岩土工程强度与稳定计算及工程应用[M].北京.中国建筑工业出版社.2005
    [32]陈卫忠,朱维申.节理岩体加固效果及其在边坡工程中的应用.勘察科学技术.2001.1:3-6
    [33]孙辉.黄土连拱隧道围岩与支护结构稳定性研究[D].重庆.重庆大学.2005.6
    [34]中华人民共和国建设部.建筑结构荷载规范.2002.1
    [35]中华人民共和国建设部.混凝土结构设计规范.2002.2
    [36]赖金星等.无中导洞施工双连拱隧道的数值模拟分析[J].水文地质工程地质.2006(3):68-71
    [37]铁道第二勘察设计院.Ⅳ级围岩复合式衬砌断面设计图.陈庹路快速干道(西半幅)工程.2005.8
    [38]李志业,曾艳华.地下结构设计原理与方法[M].成都.西南交通大学出版社.2003
    [39]蔡美峰.岩石力学与工程[M].北京.科学出版社.2002:130-131
    [40]关宝树.隧道工程设计要点集[M].北京.人民交通出版社.2003
    [41]王明年,何川,翁汉民,李志业.3车道隧道模型试验研究及有限元分析[J].公路.1995.(9):19-28
    [42]王明年,关宝树,何川.三车道公路隧道在不同构造应力作用下的力学行为研究[J].岩土工程学报.1998.20(1):51-55
    [43]蒋树屏,刘洪洲,鲜学福.大跨度扁坦隧道动态施工的相似模拟与数值分析研究[J].岩石力学与工程学报.2000.19(5):567-572
    [44]黄伦海,刘伟,刘新荣.单洞四车道公路隧道开挖的模型试验[J].地下空间.2004.24(4):465-474
    [45]Vafacian M.Analysis of soil behavior during excavation of shallow tunnel[J].Geotechnical engineering,1991,22920:257-267
    [46]Charles Fairhurst,Jue min Pei.AComparison Between the Distinct Element Method and the Finite Element Method for Analysis of the Stability of an Excavation in Jointed Rock[J].Tunnelling and Underground Space Technology,1990,5(1):111-117.
    [47]阳军声,刘宝琛.城市隧道施工引起的地表移动与变形[M].北京:中国铁道出版社,2002
    [48]高成雷等.浅埋大跨平拱隧道地表沉降原因分析[J].石家庄铁道学院学报.2003,16(2):50-53
    [49]王伟等.不同施工顺序对偏压连拱隧道结构稳定性的影响分析[J].西部探矿工程.2004(10):105-108
    [50]C.W.W.,Lings,Back-analysing the bending moment in a concrete diaphrahm wall,Struct.Endr.,70,1992.
    [51]P.Kumar.Infinite Elements for Numerical Analysis of Underground excavations[J].Tunnelling and Underground Technology,2000,15(1):117-124.
    [52]卢耀宗,杨文武.莲花山大跨度连拱隧道施工方法研究[J].中国公路学报.2001,Vol.14(2)
    [53]周江天.四连拱大跨度浅埋隧道的设计[J],世界隧道,1999.1
    [54]Pierpaolo,Oreste.Back-analysis techniques for the improvement of the understanding of rock in underground constructions.[J].Tunnelling and Underground Space Technology.2005,1:7-21.
    [55]Rajinder Bhasin,Eystein Grimstad.The use of stress-strength relationships in the assessment of tunnel stability[J].Tunnelling and Underground Space Technology.1996,1:93-98.
    [56]Liu Xinyu,Wang Bin,Zhang Shanggen,rhe computer simulation analysis of surrounding rock stability of an underground super-shallow-seated gallery construction,Proceedings of International Symposium on Rock Mechanics and Environmental Geotechnology[J],Chongqing,China,1997:239-242
    [57]冯卫星,徐大均.某隧道现场量测资料分析[J].石家庄铁道学院学报,1994,9:14-22.
    [58]朱维申,何满潮.复杂条件下围岩稳定性与岩体动态施工力学[M],北京:科学出版社,1995
    [59]孙广忠.岩体工程力学[M].北京:中国科学出版社,1985
    [60]周维垣.高等岩石力学[M],北京:水利电力出版利,1989
    [61]李世辉,吴向阳.典型类比分析法—隧道支护设计的一种新原理[J],公路,1997(9):20-26
    [62]冯夏庭,马平波.基于数据挖掘的地下洞室围岩稳定性差别[J]岩石力学与工程学报,2001,(3)
    [63]Goodman R E,Shi Genhua,Block Theory and Its Application to Rock Engineering,New York,1985
    [64]J.Sulem,M.Panet,A.Guenot,An Anslytical Solution for Time-dependent Displacement in Circular tunnel[J],Int.J.Rock Mech.MinSci.&Geomech.Abstr.1987,Vol.24(3)
    [65]胡庆安等.双连拱隧道施工过程的三维数值模拟[J].长安大学学报(自然科学版).2005.25(1):48-50
    [66]徐林生,孙钧,蒋树屏.洋碰隧道开挖面空间效应的数值模拟研究.[J].岩土工程界,2001,4:42-44.
    [67]朱素平,周楚良.地下圆形隧道围岩稳定性的粘弹性力学分析.[J].同济大学学报.1994,9:329-333
    [68]黄伟.某电站试验洞岩性参数和初始地应力的弹塑性有限元分析计算.[J]岩土力学数值方法的工程应用..上海:同济大学出版社.1990
    [69]朱维申,王平.动态规划原理在洞室群施工力学中的应用.岩石力学与工程学报.1992
    [70]张倬元,王士天,王兰生.工程地质分析原理(第二版).地质出版社.1994
    [71]Katauhoko Arai etal.Estimation of Nonlinear Constitu-tive Parameters based on Monitored Movement of Subsiol under Consolidatcon.Soils and Foundation.Vol.27,No.1,1987.
    [72]E.-J.Shou.A Three-Dimensional Hybrid Boundary Element Method for NonLinear Anaiysis of a Weak Plane Near an Underground Excavation[J].Tunnelling and Underground Space Technology,2000,15(2):215-226.
    [73]黄栋成.公路隧道结构设计方法的研究.上海.同济大学硕士学位论文[D].2002
    [74]刘志明.沈大高速公路改扩建工程技术论文集.人民交通出版社.2005
    [75]朱合华,丁文其.地下结构施工过程的动态仿真模拟分析.[J].岩石力学与工程学报.1999,10:558-562
    [76]孙广忠.地质工程理论与实践.地震出版社.1996

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700