昆侖山鐵路隧道與擬建公路隧道合理間距研究.pdf

1、本文針對溫度場對2座寒區(qū)隧道之間的最小合理間距進(jìn)行了研究。重點(diǎn)分析了鄰近寒區(qū)隧道之間的圍巖溫度場隨時間的變化情況，并提出了一種判斷相鄰寒區(qū)隧道間距是否合理的方法。
　　為了盡量縮小環(huán)境破壞的范圍，便于參考已建成線路進(jìn)行勘察、設(shè)計(jì)、施工，避免浪費(fèi)額外的人力、物力和財(cái)力。必然會出現(xiàn)較多的新建隧道與已建隧道相鄰的情況。本文圍繞已建成通車的青藏鐵路昆侖山鐵路隧道展開，并在距離該隧道右邊墻的水平位置25m～35m范圍內(nèi)模擬新建一個公路隧道，

2、采用數(shù)值模擬、數(shù)據(jù)對比的方法分析研究了兩座鄰近寒區(qū)隧道之間圍巖的溫度場分布狀況。本文還研究了3個特定位置的圍巖溫度在不同時間、不同間距和不同工況下的溫度變化情況。本文最后還采用ANSYS軟件里面的優(yōu)化模塊(/OPT)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)確定了考慮溫度場下兩座寒區(qū)隧道合理間距的可行域，并最終確定了兩座寒區(qū)隧道的最小合理間距BHmin。
　　首先針對兩座相鄰寒區(qū)隧道溫度場的影響規(guī)律，結(jié)合工程實(shí)例，采用數(shù)值模擬手段進(jìn)行瞬態(tài)溫度分析，采用25m

3、和35m兩個極限間距的模型作為典型工況，對比在修建新隧道與不修建新隧道2種情況下，昆侖山鐵路隧道附近的圍巖溫度在不同時期的不同狀態(tài)，研究得到了對既有隧道附近圍巖溫度場的影響規(guī)律。主要規(guī)律為新建隧道施工期間對兩條隧道之間圍巖溫度場的影響遠(yuǎn)大于新隧道通車后對兩條隧道之間圍巖溫度場的影響。整個溫度場在新隧道通車后（第16年）明顯開始趨于穩(wěn)定。
　　然后使用ANSYS優(yōu)化模塊。優(yōu)化的目標(biāo)是當(dāng)新隧道通車時，對既有隧道原有溫度場的干擾能夠消除

4、。計(jì)算了在同一種施工方案下，新建公路隧道既有昆侖山鐵路隧道的影響，給定了優(yōu)化設(shè)計(jì)的的約束條件和臨界條件，最終找出了的合理間距區(qū)間BH，并找出了最小合理間距BHmin。
　　最優(yōu)方案滿足的主要約束條件為:B∈[25m,35m]。滿足的臨界條件為:ΔT16max≤0.2℃。當(dāng)B=BHmin時，距既有隧道15m的D15位置的ΔT16max=0.19426℃＜0.2℃，計(jì)算結(jié)果正確。
　　最優(yōu)方案下，新建隧道通車后，兩隧道之間圍巖的