硕士近距离重叠盾构隧道施工影响的数值模拟2009

学科专业：岩土工程 　　授予学位：工学硕士 　　学位授予单位：西南交通大学 　　学位年度： 2009年 　　随着地铁建设的不断发展和地铁网络的不断完善，地铁网络间众多节点的工程建设中不可避免地出现两条隧道相互平行、重叠以及交叉穿越等较为复杂的施工情况。当两个隧道的距离越来越小，重叠隧道近接施工的影响越来越明显。这就需要了解重叠隧道中后建隧道施工对地表沉降和已建隧道的影响程度。 　　深圳地铁3号线工程的老街站～东门站区间含有一段重叠盾构隧道。两隧道净距离仅为1．6m，施工难度极大。以此工程为背景，在两隧道夹土体注浆加固的条件下，采用大型通用有限元软件ABAQUS进行三维弹塑性数值模拟计算。考虑“先上洞，后下洞”和“先下洞，后上洞”两种施工顺序。 　　重点分析后建隧道施工对地表沉降的影响程度；对已建隧道周围围岩位移和应力的影响程度；对己建隧道管片环向轴力的影响程度。通过数值模拟研究，得出了一些具有参考价值的结论： 　　①采用先下后上的施工顺序，后建隧道的施工对地表沉降和已建隧道周围围岩位移的二次扰动更小。而且从后建隧道开挖工作面对地表沉降的影响范围和对已建隧道周围围岩位移的影响范围来看，先下后上施工顺序下的影响范围小于先上后下施工顺序下的影响范围。前者的影响范围大约为15m，后者的影响范围大于15m。 　　②采用先上后下的施工顺序，后建下隧道的施工使得已建上隧道周围围岩沉降增加；采用先下后上的施工顺序，后建上隧道的施工使得已建下隧道周围围岩上扬。 　　③在先上后下的施工顺序中，后建下隧道的施工对已建上隧道周围围岩拱底竖向应力的二次扰动更大；在先下后上的施工顺序中，后建上隧道的施工对已建下隧道周围围岩拱项竖向应力的二次扰动更大。 　　④在先上后下的施工顺序中，后建下隧道的施工对已建上隧道管片拱底和拱腰环向轴力的二次扰动都大；在先下后上的施工顺序中，后建上隧道的施工对已建下隧道周围围岩拱顶环向轴力的二次扰动更大。 　　⑤综合考虑，采用先下后上的施工顺序，后建隧道的施工对地表沉降和已建隧道的二次扰动更小。