新建隧道穿越既有隧道安全风险与控制技术分析

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1、分类号密级U455O单位代码!Q§l墨学号!!lQ垦Q21墨廑交通夕挚专业硕士学位论又新建隧道穿越既有隧道安全风险及控制技术研究申请专业学位类别工程亟±学位授予单位重麽童通太堂论文提交日期2Q!垒生鱼且!Q目专业领域名称建筑皇±本工程论文答辩日期2Q!垒生互且垒目2014年6月10日LYIIIIqll2lllU5llllll6lll7llllll9ltllll2lllLLl3lllltY2567923Securityriskandcontroltechnologyresearchaboutnewtunnelhowtopassthroughexisti

2、ngtunnelCandidate：ZhangMingSupervisor：Prof．WangXianyiChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：豸次眨岛日期易／铲刮月J7日重庆交通大学

3、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务(包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等)，同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。学位论文作者筝名：欲嚏笔指导教师签名：葺姒日期：20／q年痧月9‘日日期：矽，牛年莎月歹日

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯···‘⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·：⋯⋯⋯⋯·√⋯⋯⋯⋯本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊(光盘版)电子杂志社CNKI系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。学位论文作者签名：日期：如肜年6月7日摘要新建隧道穿越既有隧道工程中，新建隧道施工时在既有隧道开挖已对原始围岩应力产生扰动的基础上再一次对围岩应力产生扰动，使得围岩应力场和塑性变形区分布更加复杂，施工中若不注意施工方法和支护措施的合理使用，比单一隧道施工更容易出现安全问题。目前对交叉隧道施工的理论分析还不十分明确，隧道交叉隧

5、道施工的力学行为研究还未形成一套系统而全面的理论系统。本文以重庆轨道交通3号线新建童家院子隧道下穿既有车场出入线隧道为工程依托，首先通过理论分析给出本文研究工程存在的施工风险以及相应可以采用的对策措施，交叉隧道施工相互影响范围，和既有隧道允许的沉降控制阈等；随后通过数值理论分析，一是验证了理论分析出结论的合理适用性，二是模拟出实际施工中可能存在的风险以及采取对策措施后可能达到的效果，并得出围岩及衬砌变形的数值模拟值。最后以实际工程施工现场的监控量测数据为基础，对实际工程中施工风险较大的隧道开挖范围及采取支护措施和改进施工方法后取得效果进行了研究。通过

6、以上三方面的分析得出以下规律：①理论研究阶段，通过分析得出新建隧道穿越既有隧道时既有隧道受到新建隧道施工影响范围是有限的，新建隧道施工能够对既有隧道产生影响范围也是有限的；既有隧道沉降控制值根据沉降准则和既有结构物强服准则计算得出结果是不同的，应采用两者中的较小值作为控制值。②数值模拟阶段，通过ANSYS数值模拟首先印证理论分析的正确性，新建隧道施工能够对既有隧道产生影响范围和既有隧道受到新建隧道施工影响范围都是有限的，既有隧道靠近新建隧道侧衬砌受影响程度更大；每个开挖段第l开挖部开挖时，隧道衬砌应力和变形变化最大，在整个开挖段各个开挖部开挖完成衬砌

7、形成封闭环后，变形和应力变化减小；支护措施的采用对降低变形发展速率和控制变形最大值都有积极作用。③现场监控数据分析阶段，通过监控数据分析可以看出新建隧道下穿既有隧道时，在新建隧道掌子面在接近交叉断面一定范围时，衬砌变形和支护钢拱架应力变化速率明显增大，在采取钢拱架和超前小导管注浆等支护措施以及改进开挖方法采取微台阶开挖后，沉降监控值以及钢架应力监控值变化速率都减小，开挖得以安全进行。关键词：隧道；穿越；数值模拟；监控量测；沉降Whilethesurfacebuildingsaredense，thesettlementstressescontrolli

8、ngstandardofundergrotmdtunnelismorestrictthanthatofmou