并行隧道施工相互影響分析及應(yīng)用研究.pdf

1、并行隧道作為一種經(jīng)濟(jì)有效的隧道結(jié)構(gòu)形式，在實(shí)際工程中被廣泛地采納，尤其在城市軌道交通的地鐵建設(shè)中十分常見(jiàn)。由于并行隧道施工的相互影響是個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，不僅影響因素很多，而且各個(gè)影響因素之間又存在非常復(fù)雜的互制行為，因此，目前迫切需要針對(duì)并行隧道施工的相互影響進(jìn)行系統(tǒng)而全面的研究。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，提出了求解半無(wú)限彈性平面內(nèi)雙孔圓形斷面隧道開(kāi)挖問(wèn)題的理論方法，并且，利用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)雙孔并行隧道施工的相互影響程度和規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研

2、究。主要研究成果和結(jié)論如下： 1、在參考大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，從不同的角度即并行隧道間距的確定原則、并行隧道施工的圍巖穩(wěn)定分析、并行隧道施工的相互影響因素以及雙孔并行隧道施工產(chǎn)生的地表沉降詳細(xì)地分析了并行隧道施工所表現(xiàn)出的特性。并且，重點(diǎn)針對(duì)國(guó)內(nèi)外多個(gè)雙孔并行盾構(gòu)隧道工程中現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)得到的41個(gè)地表沉降分布曲線進(jìn)行分析，歸納總結(jié)了盾構(gòu)法施工的雙孔并行圓形隧道開(kāi)挖產(chǎn)生的地表沉降分布特點(diǎn)。 2、提出了求解半無(wú)限彈性平面雙孔并行隧道

3、開(kāi)挖問(wèn)題的復(fù)變函數(shù)與交替法理論計(jì)算方法，并且通過(guò)計(jì)算機(jī)編程，順利實(shí)現(xiàn)了該求解過(guò)程，得到了雙孔隧道開(kāi)挖后圍巖的應(yīng)力和位移解，并且通過(guò)工程實(shí)例分析進(jìn)行了驗(yàn)證。 3、利用理論計(jì)算方法，分析了在不同隧道間距以及不同埋深的情況下，雙孔并行圓形隧道開(kāi)挖后產(chǎn)生的地表位移以及中間巖柱體上的垂直應(yīng)力分布。同時(shí)，將理論計(jì)算結(jié)果與單孔隧道計(jì)算結(jié)果的疊加值進(jìn)行比較，最終得出了反映兩種方法計(jì)算結(jié)果差異的關(guān)系曲線圖，通過(guò)這些曲線圖，可以對(duì)雙孔并行隧道施工的

4、相互影響程度進(jìn)行直接的判斷。 4、針對(duì)雙孔并行隧道施工由于相互影響產(chǎn)生的與單洞開(kāi)挖不同的斷面變形情況，提出了適合于小間距雙孔并行隧道的斷面收斂模式，并且推導(dǎo)出與該隧道斷面收斂邊界條件相對(duì)應(yīng)的極坐標(biāo)下的函數(shù)表達(dá)式。此外，利用數(shù)值計(jì)算，通過(guò)工程實(shí)例分析對(duì)該收斂模式的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證。 5、結(jié)合雙孔并行隧道施工的實(shí)際情況，建立數(shù)值模型，通過(guò)50種不同的計(jì)算工況，考慮了影響雙孔并行隧道施工相互影響程度的三個(gè)主要因素即：雙孔隧道的

5、間距、圍巖條件以及埋深，重點(diǎn)分析了在不同因素影響下，雙孔并行隧道施工由于相互影響，其襯砌結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)出的不同內(nèi)力分布特征。 6、提出了隧道襯砌安全性評(píng)價(jià)方法，并且成功地運(yùn)用到并行多孔隧道施工的實(shí)際工程中，針對(duì)后續(xù)隧道開(kāi)挖對(duì)先建的相鄰隧道結(jié)構(gòu)安全性影響進(jìn)行了有效的評(píng)價(jià)。 7、結(jié)合湖南省常吉高速公路湘西段水平層狀巖體下雙孔并行隧道的現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)情況，通過(guò)數(shù)值計(jì)算，研究了不同間距及圍巖互層類型對(duì)水平互層巖體下并行隧道施工力學(xué)性能的影