三孔并行盾構隧道近接施工的影響度研究.pdf

1、隨著經濟的不斷發(fā)展，我國對基礎設施，尤其是交通設施建設的需求在不斷增加，目前，鐵路、公路正進行著大規(guī)模的建設。路網的完善和擴能，提速及高速路網的發(fā)展，西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施和大城市的發(fā)展，出現了大量地下工程及隧道的近接施工問題。而隧道經典理論主要基于半無限體或無限體中單一洞室的力學行為，大量的近接施工研究多基于經驗和個案研究，系統(tǒng)性研究較少。從現行國內設計規(guī)范來看，主要基于彈性解的無影響范圍和經驗值，或僅限于個別類型的相關規(guī)定，缺乏必要而

2、充分的理論分析。因此有必要對理論進行新的發(fā)展，為規(guī)范和指南的制定提供依據。 本文以上海軌道交通9號線R413項目三孔并行盾構隧道下穿鐵路和自身近接的工程問題為依托，結合建設部三孔并行軟土地鐵盾構隧道的控制技術研究課題，綜合運用調查研究、數值分析、模型試驗、現場測試和經驗類比方法，在歸納總結和批判吸收的基礎上，對盾構隧道下穿鐵路近接施工和三孔并行盾構隧道的近接施工的特殊性和普遍性問題進行研究，得到了以下主要成果和結論： 1

3、、本文在文獻[1]相關近接理論的基礎上，定義了幾何近接度和近接影響度的概念，提出了近接影響度和近接影響分區(qū)的表達式，并將近接影響分區(qū)限定在常規(guī)措施條件下，完善了文獻[1]提出的相關理論。 2、研究了基于地表沉降判別準則的不同影響度或分區(qū)的相關閾值；提出了鋼筋混凝土結構的強度判別準則表達式和相關分區(qū)閾值；基于變化影響程度的概念，提出強度判別準則比和相關閾值；提出以動靜荷載比作為分析列車動載對下伏隧道影響的強度判別準則。 3

4、、根據近接影響度和影響分區(qū)理論，運用統(tǒng)計力學方法，分別基于地表位移判別準則、結構強度判別準則，以及動靜荷載比判別準則對近接影響度表達式中的幾何近接度影響修正系數僅α<,Oij>，埋深影響的修正系數α<,4ij>和綜合系數K<,ij>進行了研究，并得到了基于埋深比(H/D)一幾何近接度A，或應力比(R<,b>/σ<,0>)一幾何近接度A的近接影響分區(qū)。 4、利用平面、三維數值模擬，離心模型試驗和現場測試研究了三孔并行盾構隧道近接施

5、工的應力場、位移場和結構內力的演變規(guī)律，指出了近接施工的控制關鍵及其力學原理，闡述了盾構施工參數分級的思路，并研究了對策措施分級以分別與常規(guī)近接影響度相對應。 5、采用死活單元法、剛度和荷載遷移法模擬了盾構的推進，利用軟弱實體和逐步增大彈模的方法模擬了惰性漿液的注入和硬化，利用溫度的升降產生的膨脹和收縮效應模擬了注漿壓力和壓力的消散；利用水囊定量注放水的方式在離心模型實驗中模擬了盾構施工的地層損失；建立了三維動力有限元模型，模擬

6、了上下行列車同時對向行駛的輪載的移動，實現了列車動載作用下的土-結構動力分析；大量采用影響線方法對近接施工的力學行為進行了分析；建立了基于隧道拱頂動土壓力的平面簡化計算模式。 6、得到了三孔并行盾構隧道個案和普遍性研究的一些結論。 本文主要針對三孔并行盾構隧道的同步近接情況，地質條件也僅限于類似R413工程的地層，在影響因素上也只對幾何近接度和埋深的影響進行了研究。由于近接施工類型和影響因素繁多，需要加大力度劃分類型和影