中梁山1号隧道上穿二岩铁路隧道的影响分析

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随着交通的不断发展交通路线变得越来越复杂,规划路线与原有交通路线交叉屡见不鲜。在隧道领域必然就会存在在建隧道上穿或者下穿已建隧道的情况。新建隧道近距离穿越既有隧道时,由新建隧道的开挖对土体的扰动引起土层的变形和隧道结构的附加内力,如果既有隧道结构的变形超过了设计极限就会导致隧道结构破坏以致影响既有隧道的安全运营。目前对交叉隧道的研究以新建隧道上穿既有隧道的研究为主,下穿的研究相对较少,对于出现的很多新问题还无法解决,设计、施工还没有相应的规范、标准可循。因此,只有充分认识新建隧道上穿对既有隧道的影响方式和影响程度,才能确定可行的设计、施工方案,保证既有隧道的运营安全。本文在理论分析的基础之上,结合轨道交通地铁6号线中梁山1号隧道上穿二岩铁路隧道工程实例,通过有限元数值模拟以及现场监测数据分析,对新建隧道上穿既有二岩铁路隧道的影响进行研究。主要内容包括:①由理论分析可以知道,地质、施工、结构、净距等因素都在一定程度上直接或间接的影响到新建隧道开挖时既有铁路隧道的安全运营。②通过实际的现场监测可知,新建隧道开挖引起的既有铁路隧道竖向位移表现出穿越前沉降,穿越时隆起,穿越后继续隆起。最大的沉降量和隆起量都出现在新建隧道和既有隧道的交汇处,变化趋势大致为抛物线。对于既有隧道的净空收敛变形情况反映了铁路隧道支护结构力学形态和围岩最直接的参数,通过净空收敛监测可以知道围岩和支护结构的稳定情况。新建隧道的开挖由于土体卸载,周围的土应力释放发生弹塑性变形,既有铁路隧道整体上浮,穿越后整体趋于稳定。③通过MIADAS-GTS数值模拟可以知道,随着新建隧道的开挖,既有二岩铁路隧道的竖向位移量不断的增大。其变化趋势呈抛物线,不同的工况下变化趋势基本相同,变化量略有不同。由数值模拟可以看出新建一号隧道对既有二岩铁路隧道的影响主要以竖向位移为主。④两交叉隧道的净距不同对既有隧道的影响程度也是不同的。不同的净距既有隧道的竖向位移变化趋势基本相同,净距越大新建隧道的开挖对既有隧道的影响越小。当净距大于3D的时候影响很小了。
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