上下交叉隧道近接施工技术的研究

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 图表目录
• 第一章 绪论
• 1.1 工程背景和问题的提出
• 1.2 小净距隧道的设计施工现状
• 1.2.1 小净距隧道的概念
• 1.3 小净距跨隧道开挖方法现状
• 1.3.1 隧道开挖方法概述
• 1.3.2 隧道开挖方法现状
• 1.4 隧道开挖方案选择研究现状
• 1.5 课题研究目的和意义
• 1.6 本文研究内容和技术路线
• 1.6.1 主要研究内容
• 1.6.2 技术路线框图
• 第二章 工程概况和设计方案
• 2.1 工程概况
• 2.1.1 平面位置示意图
• 2.1.2 空间关系示意图
• 2.1.3 地质情况
• 2.2 设计方案
• 2.3 指标要求
• 第三章 岩土工程有限元理论及ANSYS程序简介
• 3.1 概述
• 3.2 岩土工程问题的边界条件
• 3.3 弹塑性有限元基本理论
• 3.3.1 弹塑性基本理论
• 3.3.2 岩土材料屈服准则
• 3.4 有限元分析过程
• 3.5 ANSYS有限元程序简介
• 第四章 琯头岭隧道施工方案数值模拟对比分析
• 4.1 概述
• 4.2 参数以及数学模型的选取
• 4.3 全断面开挖施工的模拟分析
• 4.3.1 计算流程
• 4.3.2 计算结果
• 4.3.3 计算结论
• 4.4 下台阶法开挖施工的模拟分析
• 4.4.1 施工工序
• 4.4.2 隧道开挖过程的数值模拟
• 4.4.3 计算结果
• 4.5 下导洞法开挖施工的模拟分析
• 4.5.1 开挖工序
• 4.5.2 计算流程
• 4.5.3 计算结果
• 4.5.4 计算结果分析
• 4.6 双侧壁导坑法施工模拟分析
• 4.6.1 开挖工序
• 4.6.2 计算流程
• 4.6.3 计算结果
• 4.6.4 计算结果分析
• 4.7 综合分析
• 4.7.1 开挖方案的分析与确定
• 4.7.2 超前预支护方案分析与确定
• 4.7.3 初期支护方案分析
• 4.8 初步拟定方案综述
• 第五章 琯头岭隧道现场试验和测试研究
• 5.1 新奥法监测概述
• 5.2 琯头岭隧道量测项目
• 5.3 监测的依据
• 5.4 爆破振动速度监测
• 5.4.1 监测的内容
• 5.4.2 监测的仪器、方法及测点布设
• 5.4.3 爆破振动传播衰减规律回归分析
• 5.5 监测结果及分析
• 5.6 洞内围岩表面位移监测
• 5.6.1 监测内容
• 5.6.2 监测的仪器、方法及监测断面和测点布设
• 5.6.3 监测结果
• 5.6.4 监测结果分析
• 5.7 洞内支护结构应力监测
• 5.7.1 监测的仪器和方法
• 5.7.2 监测断面及测点的布置
• 5.7.3 监测结果及分析
• 5.8 同三高速公路地面沉降监测
• 5.8.1 监测的仪器及方法
• 5.8.2 测点的布置
• 5.8.3 监测结果及分析
• 5.9 同三高速公路二次衬砌表面应力量测
• 5.9.1 监测内容
• 5.9.2 监测的仪器、方法及监测断面和测点布设
• 5.9.3 监测结果及分析
• 结论
• 一、研究成果与结论
• 二、对后续工作的建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果