盾构法与大断面矿山法隧道并行近接施工的影响分区研究

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1、国内图书分类号：U231+.3密级：公开国际图书分类号：624西南交通大学研究生学位论文盾构法与大断面矿山法隧道并行近接施工的影响分区研究年级2015级姓名崔耀申请学位级别工学硕士学位专业桥梁与隧道工程指导老师张俊儒二○一八年五月ClassifiedIndex:U231+.3U.D.C:624SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSTUDYONTHEINFLUENCEZONEOFPARALLELADJACENTCONSTRUCTIONOFTHES

2、HIELDTUNNELANDTHEMININGLARGECROSS-SECTIONTUNNELGrade:2015Candidate:CUIYaoAcademicDegreeAppliedfor:EngineeringMasterSpeciality:Bridge&TunnelEngineeringSupervisor:AssociateProfessorZHANGJunruMar.5,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要近年来我国不断加大投入建设城市地下轨道交通，不仅仅为城市居民提供

3、舒适快捷、安全高效的出行方式，实现了缓解城市交通压力的目标，同时还与全国范围内的铁路网络相结合，正在逐步发展成为以“铁路+城市轨道”为主体的综合交通运输体系。地铁建设地点多位于城市中心区域，周边建筑林立，地下管线密布，施工过程中不可避免的会遇到新建地铁距离周边既有结构物过近，或是新建隧道相互之间距离过近的问题。对于新出现的隧道工程复杂近接施工问题还没有研究成果可以遵循，因此还需要深入研究以便为类似工程的设计和施工提供依据。本文以长沙地铁3号线侯家塘站至东塘站区盾构法隧道和矿山法隧道近接施工问题为依

4、托。在总结现有隧道施工力学原理及地下工程近接理论研究成果的基础上，利用数值模拟方法分析了盾构法和矿山法隧道施工过程中的力学机理，选择位移作为近接影响分区的判定准则，绘制出近接分区图，最后结合模型试验，提出保证隧道施工过程安全性的工法和监测方案选型思路。主要得出以下结论：（1）围岩应力的重分布是近接施工需要解决的核心问题，围岩应力重新分布的范围就是隧道施工会对周边环境产生影响的区域，采用不同的施工方法也会产生不同的影响范围。（2）隧道的施工顺序对最终的地表沉降存在的影响，矿山法隧道施工是造成地表沉降

5、的主要原因；新建隧道施工对先建隧道影响是通过改变围岩应力场和位移场来实现的；先建隧道结构内力在靠近新施工隧道一侧会出现明显增长，内力的变化主要表现在轴力的增加。（3）在考虑隧道施工顺序的基础上，利用地表沉降和结构变形判定准则画出盾构隧道和矿山法隧道的近接影响分区。在相同的工程背景下，矿山法隧道施工产生的影响要大于盾构法施工，盾构法隧道后施工时的强影响区域范围要小于矿山法隧道后施工时的影响区域。（4）基于现场施工采用的设计方案进行数值模拟和模型试验，验证了隧道近接影响分区的适用性。为保障近接施工安全

6、，需要重视监控量测，必要时可以加固隧道之间的围岩和提升结构设计强度。关键词：近接施工；并行近接隧道；影响分区；数值模拟；模型实验西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractInrecentyears,Chinahascontinuouslyincreasedinvestmentintheconstructionofurbanundergroundrailtransit.Itnotonlyprovidescomfortable,efficient,safeandefficienttrave

7、lmodesforurbanresidents,butalsoachievesthegoalofalleviatingurbantrafficpressure.Atthesametime,itisalsointegratedwiththenationwiderailwaynetworkandisgraduallybeingdevelopedintoanintegratedtransportationsystemwiththe"railroad+urbantrack"asthemainbody.Th

8、emetroconstructionsitesaremostlylocatedinthecentralareaofthecity,surroundedbybuildingsandundergroundpipelines.Inevitably,duringtheconstructionprocess，thenewtunnelmaybetooclosetothesurroundingexistingstructures,ornewtunnelsaretooclosetoeachothe