交叠隧道盾构施工安全距离分析.pdf

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1、114低温建筑技术2014年第11期(总第197期)交叠隧道盾构施工安全距离分析孙伟，王兴杰，张俊刚【黑龙江交通职业技术学院土木工程系，黑龙江齐齐哈尔161002)【摘要】本文以某道路工程下穿地铁既有线为工程背景，利用大型有限元软件ANSYS建立了合理的有限元模型，通过模拟盾构开挖过程，分析了既有不同距离隧道在地层加固后的主应力，得出了交叠隧道在进行注浆加固后的安全距离。【关键词】交叠隧道；盾构；安全距离【中图分类号】TU942【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2014)11—01l4—03RESEARCHoNSAFET

2、YDISTANCEoFoVERLAPTUNNELSUNWei，WANGXing-jie，ZHANGJun—gang(DepartmentofCivilEngi．，HeilongjiangCommunicationsPolytechnic，HeilongjiangQiqihaer161002，China)Abstract：Inthisthesis，theauthordrewthestreetprojectasresearchmode1．ThereasonableFEMmodelisaccomplishedandANSYSsoftware

3、isappliedinresearchwork．Simulatingtheprocessoftheshielddriving，theauthoranalyzedthestressfieldofdifferentdistancesoverlaptunnels，andgainedthesafetydistanceofoverlaptunnelafterreinforcedstratum．Keywords：ovedaptunnel；shieldmethod；safetydistance0引言具有实际指导意义。随着城市地铁的大量建设，新建地铁

4、线路穿越既1力学模型建立有线路的情况越来越多。如何控制好盾构近距离穿越1．1工程概况既有线路的距离，从而保证已建隧道的正常使用和安某地铁隧道其地下段将下穿既有地铁线路，拟采全及新线路的顺利掘进，对于我国城市地铁的建设具用盾构顶进施工，盾构设计外径12．5m，双线，线间净有非常重要的指导意义。距为12．5m，新建隧道盾构结构顶部距离既有线区间伴随我国经济和城市基础建设的发展，相邻隧道净距为8．75m。既有线上跨新线段为单线双洞马蹄形施工的工艺也在发生较大的变化。Liman等通过建立断面，初衬厚度0．3m，二次衬砌厚度0．5m。为控制地二

5、维和三维数值模型进行近距离平行隧道模拟，研究表变形，保证施工期间既有线安全运营，既有线设计单了隧道施工时的相互影响。Yamaguchi等对隧道施工位在建时进行了加固设计，加固范围为对既有线与新中的实际情况进行监测，通过对观测数据的分析，研究线之间土体进行水泥浆加固，具体加固范围见图1。了盾构法施工的近距离双层隧道的相互影响。同济大学孙钧等以上海市轨道交通明珠线二期工程上、下行线近距离交叠区间隧道盾构施工为研究对象，利用ANSYS有限元软件，对交叠隧道建立三维弹塑性模型，模拟分析了交叠隧道土层位移计地表沉降情况。郑余朝等以深圳地铁一期工

6、程老街——大剧院区间双孔重叠隧道为背景，建立了三维施工动态数值模型，分析了交叠隧道的施工引起的结构内力演变规律。本文以某地铁隧道施工为工程背景，对盾构施工图1盾构下穿段注浆加固横剖面图穿越既有线交叠隧道的安全距离进行了研究，对工程孙伟等：交叠隧道盾构施工安全距离分析1151．2模型有关假定和计算前提4．2m三种间距的模型进行比较分析，加固范围也是从既(1)假设地表和土层均为水平层状，各土质均质。有隧道的底部到盾构隧道底部1m。仍然选取几个具有代(2)模型中不考虑衬砌管片纵横向的连接。表性的截面来分析其最大主应力变化的关系。(3)采用不

7、同特性材料模拟盾尾空隙，以反映2．12号截面主应力与开挖步的关系曲线注浆材料各龄期的不同强度。(4)对受施工扰动影响范围内的土体参数进行了不同程度的折减，并考虑了注浆初期强度和盾尾空隙来综合反映盾构推进所产生的地层损失。1．3有限元模型的建立计算采用ANSYS软件进行三维数值开挖模拟，三维模型尺寸为长96m，宽60m，高80m。模型盾壳采用开挖步Shell63单元进行模拟，其余单元采用Solid45三维8节点等参单元，既有隧道间距8．6m，新建隧道间距一间距2m一间距4m一间距6m一问距8．75m12．5m，新建隧道下穿既有隧道，模型

8、中盾构切削刀盘的推力效应用P=1MPa的推力模拟，盾构施工推进图52号截面右线隧道第一主应力进尺为3m。新隧道和既有隧道位置如图3所示。该模型包含六个边界：上边界为自由面，也就是地日w／州昧高面，前后左右分别施加水平方向