近接立交隧道施工所引起的地層效應和支護結構的力學行為及其復雜,特別是新建隧道“零距離”上跨既有隧道時,這種效果更明顯,嚴重時甚至會導致下方隧道支護結構破壞以及圍巖的崩塌。因此,對新建隧道開挖過程中既有隧道支護結構的受力變形特性以及開挖方法優(yōu)化研究及其重要。本文依托汶馬高速公路趕羊溝隧道排煙橫洞交叉口工程,采用監(jiān)控量測結合三維有限元數(shù)值模擬的方法,對主線隧道支護結構的受力變形特征、排煙橫洞的工法優(yōu)化以及碴土車對主線隧道的影響進行了研究,主要研究工作及成果如下:(1)介紹了隧道開挖的力學原理及上下重疊交叉隧道開挖過程的應力應變規(guī)律。(2)系統(tǒng)介紹了趕羊溝隧道排煙橫洞交叉段的工程地質條件、水文地質條件;結合上下交叉隧道的受力特點,制定了現(xiàn)場監(jiān)控量測方案,并就所測數(shù)據(jù)進行了分析。(3)對排煙橫洞的開挖過程進行了三維數(shù)值模擬,并對主線二次襯砌的豎向變形、橫向變形及內(nèi)外側最大主應力變化規(guī)律進行了分析。結果表明:主線變形表現(xiàn)為拱頂向上隆起,拱腰外鼓;確定影響區(qū)域起于排煙橫洞上臺階掌子面離交叉中心-10m,止于18m。(4)通過模擬不同施工工況,對比了排煙橫洞的變形、初期支護內(nèi)外側最大主應力及最大剪應力,得出了排煙橫洞最優(yōu)的開挖進尺和下臺階高度。結果表明:采用1.8m進尺及2.5m下臺階高度更有利于施工,排煙橫洞上臺階掌子面距交叉中心(坐標0m)-20m前開挖進尺取3m,-20~10m內(nèi)取2.4m,10~18m內(nèi)取1.8m,18m后取2.4m。(5)通過現(xiàn)場調查的方法總結了碴土車的特點,計算出碴土車滿載時車輪與地面的接觸壓力,確定了動荷載系數(shù),并通過模擬車輪的不同作用位置模擬車輛行駛的過程,分析了車輛荷載對主線二次襯砌的影響,結果表明:車輛荷載對主線二次襯砌的應力最大增幅為13.41%,整體影響幅度不大,控制開挖后主線隧道圍巖壓力是關鍵,宜在離交叉中心3m范圍內(nèi)采取適當措施控制碴土車的影響。
【學位單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U455
【部分圖文】：

通的比較早，排煙橫洞還未施工，本研究將圍繞橫洞與隧道左線交叉處（即圖 3.1 中的4 號交叉口）的排煙橫洞的開挖方法優(yōu)化以及左線隧道的受力變形展開。車行橫洞的洞口圖如圖3.1-a，排煙橫洞于車行橫洞的交叉處（即圖3.1中的1號交叉口）照片如圖3.2-b。梭磨河317國道排煙橫洞658米風道139.4米左洞右洞馬爾康成都橫洞與左洞交點樁號風道與左洞交點樁號ZK214+409（FK0+114.46）風道與右洞交點樁號ZK214+469（HK0+644.5）ZK214+410（FK0+139.46）橫洞與風道交點樁號HK0+4565（FK0+000）橫洞與右洞交點樁號YK214+470（HK0+683）1# 2#3#4#5#圖 3.1 總體布置示意圖車行橫洞排煙橫洞與隧道左線交叉處

(a) 左拱腰鋼拱架應變計 （b） 右墻腳土壓力盒圖 3.6 儀器安裝現(xiàn)場照片(1) 趕羊溝隧道左線 ZK214+400 斷面沉降、收斂監(jiān)測分析沉降監(jiān)測時程變化曲線如圖 3.7 所示。

(c) 初期支護網(wǎng)格圖 (d) 主線二次襯砌、仰拱回填網(wǎng)格圖圖 4.1 有限元模型網(wǎng)格圖(2) 模型邊界條件本研究的趕羊溝隧道交叉口處屬于深埋隧道，本模型已考慮其埋深，不用另行考慮

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 林杰鑫;;隧道車行橫洞照明設計[J];中國交通信息化;2012年07期

2 王蕾;公路隧道車行橫洞設計探討[J];公路交通技術;2004年03期

3 馬智勇;;客運專線隧道橫洞轉正洞施工技術[J];中外建筑;2018年02期

4 駱崗;;鐵路隧道橫洞轉正洞的施工技術[J];工程建設與設計;2016年05期

5 楊年斌;;道路之星在隧道行車橫洞開挖中的應用[J];山西交通科技;2016年03期

6 宋竹兵;鄧寄生;;大跨度隧道車行橫洞開挖力學特性分析[J];公路與汽運;2010年05期

7 鄧晶;;呂臨鐵路前陡泉隧道橫洞轉正洞施工技術[J];山西建筑;2014年27期

8 曹會芹;;茅坪山隧道2#橫洞進入正洞施工技術[J];國防交通工程與技術;2014年05期

9 王凱平;;某隧道從施工橫洞進入正洞施工方案研究[J];科技信息;2009年02期

10 蔡加發(fā);姬為宇;李娟;;基于交通仿真的公路隧道車行橫洞通行能力研究[J];公路交通技術;2007年S1期

相關會議論文 前7條

1 王新;;橫洞接應技術在三花石特長隧道施工中的應用[A];2012年中鐵隧道集團低碳環(huán)保優(yōu)質工程修建技術專題交流會論文集[C];2012年

2 孫志杰;董立山;;車行橫洞施工對隧道主洞變形的影響[A];2012年全國公路隧道建設技術研討會資料匯編[C];2012年

3 張濤;;天坪隧道橫洞高瓦斯工區(qū)無軌運輸方案選擇[A];2015年8月建筑科技與管理學術交流會論文集[C];2015年

4 李龍;;解決季節(jié)性嚴寒凍土隧道深度凍冰施工技術初探[A];高速鐵路與軌道交通自動版[C];2015年

5 董利民;;解決季節(jié)性嚴寒凍土隧道深度凍冰施工技術初探[A];2015城市地下空間綜合開發(fā)技術交流會論文集[C];2015年

6 王法嶺;;界嶺隧道軟巖變形控制施工[A];湖北省公路學會自然科學優(yōu)秀學術論文匯編（2008年——2013年）[C];2014年

7 劉柏林;董健;程久勝;;夾活巖特長公路隧道設計[A];湖北省公路學會自然科學優(yōu)秀學術論文匯編（2008年——2013年）[C];2014年

相關重要報紙文章 前10條

1 本報記者 李佩山 通訊員 侯金川;烏江之畔的工地“亮點”[N];中國鐵道建筑報;2002年

2 通訊員 石寶雄　南鵬超;西平鐵路相公塬隧道橫洞進入全斷面施工[N];人民鐵道;2009年

3 江耀明 楊廣臣;思路通了，隧道也就通了[N];人民鐵道;2007年

4 通訊員 劉文杰　喬李陳 劉高;高原客運專線的開路先鋒[N];中國鐵道建筑報;2014年

5 江門日報記者 馮瑤君 傅學超;深茂鐵路新臺隧道預計9月貫通[N];江門日報;2016年

6 本報記者 王龍飛;晉濟高速：在懸崖峭壁上“跳舞”[N];山西經(jīng)濟日報;2005年

7 江耀明 楊廣臣;思路通，隧道就通[N];中國鐵道建筑報;2007年

8 田冬;晉濟進行時[N];山西日報;2006年

9 本報記者 辛義生 本報通訊員 田冬 張偉;雄關古道炮聲隆[N];山西日報;2005年

10 張永超 楊小明 白家友;掘進天坪 化險為夷[N];中國交通報;2015年

相關碩士學位論文 前8條

1 朱尚明;排煙橫洞超近接上跨既有隧道開挖優(yōu)化及受力變形特征研究[D];蘭州交通大學;2018年

2 鄧寄生;隧道橫洞開挖效應研究[D];長沙理工大學;2008年

3 鄒鳳輝;湘東北橫洞鈷礦床成因礦物學和成礦流體研究[D];中國科學院研究生院(廣州地球化學研究所);2016年

4 王鋒;隧道豎井及空間叉附屬結構施工力學行為研究[D];西南交通大學;2010年

5 王少飛;雙洞互補式通風隧道火災救援技術研究[D];長安大學;2013年

6 張憲鑫;深埋交叉隧道開挖變形行為及襯砌應力研究[D];重慶大學;2007年

7 周力;高速公路隧道事件檢測與控制策略研究[D];長安大學;2013年

8 林杉;公路隧道交通誘導仿真平臺設計[D];長安大學;2009年

本文編號：2815378