上下交叉隧道近接施工影响分区研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第4页闻距越小时，隧道周边的应力就越大，隧道周围应力重分布恶化的情况将突出。如果形成的是弹塑性应力状态，那么在隧道开挖后形成塑性区的二次应力状态中存在塑性区域和弹性区域两个部分。塑性区的范围随侧压力系数、围岩类型不同而存在较大差异，这个差异范围可以通过数值计算的方法获得。与弹性二次应力状态相比，形成塑性区的二次应力状态的影响范围要增加一个塑性区的范围，因此，其影响范围要比弹性状况的大。隧道开挖后，在施加支护后，地层中的应力状态会随之改变，形成三次应力状态。在弹性状态下，由予支护阻力的存在，会使周边的

2、径向应力增大，丽切向应力减小。实质上是使直接靠近坑道周边的岩石的应力状态，从单向的或双向的变成双向的或三向的受力状态，因而提高了岩磊的承载力。在弹塑性应力状态下，当坑道周边有径向阻力时，随着径向阻力的增加，塑性区相应减小，这说明，径向支护阻力的存在对形成塑性区的范围有直接的影响，它限制了望性区域的发展。从而可以看出，必须对开挖隧道采用～定的支护对策来减小开挖影响的范围。然而，当考虑多个洞室的近接施工时，由于新建工程规模大小、新1日之间的位置关系、地质条件、既有结构物可靠度和新建工程施工方法等不同导致其影响程度也不同，其受力概理是

3、极其复杂的。同时薪建结构物的受力模式也不同于半无限体或无限体中修建单一洞室的～般状况，其初始应力场往往是经过多次扰动的，其施工将再次进行扰动，使其受力往往是非对称的，表现蹴极大的变异性。概括地讲，新建结构物的施工会使围岩从原来的三次应力场演变到五次应力场，正是这种应力的演变导致了既有结构和新建结构的受力变异，造成既有侧的安全性和新建侧的复杂性闯题。因此，经典的隧道力学理论主要基于单一洞室的理论，对于复杂的多洞室近接施工的相关理论，十分缺乏，需要做大量的基础性工作予以推进。在近接施工力学原理的研究上，可以从经典力学中找到基本的理论

4、基础，但由于问题涉及面广和机理复杂的特性，无法给出具有普适意义的理论解。在大量的关于近接旌工文献中，大多重在个案研究，系统性的力学原理研究不足。从定性上看，可以形成以下的认识：由于隧道的施工，无论是盾构法、明挖法还是矿由法，都会弓l起地层的应力重分布(加载或卸载)，并导致地层的移动，从而产生对就近埋置于地层中或受地层支承的结构的影响。这个影响与距离直接褶关，～般随距离增大而减小，但这个影响可以通过工程措施予以减小或消除。这正是我们对隧道近接施工进行近接影响分区和对策研究的理论基础。西南交通大学硕士研究生学位论文第5页1．2．2隧

5、道近接工程的研究现况国外在隧道近接施工的研究中，日本走在前列，对此作了大量研究，已相继制定了铁路、公路和电力等各行业的近接施工指南，并在相应的规范中有专门的条文说明。如铁路系统1998年公布了“既有铁路隧道近接施工指南”，电力系统1999年编制了“近接施工指针”，公路系统2000年发布了“公路隧道近接施工指南"，以及其他的相关专著和大量个案研究论述。指南对近接施工类问题作了较系统的论述，提出近接度和影响分区等概念。但多凭经验，缺乏系统的理论分析，且无分区指标的统一表达式；日本铁路系统指南的分区，两个标准不统一，存在多解或突变性，

6、公路系统的指南在其后发表，虽然作了改进，建立了统一分区，但没有区分不同空间位置的影响，且隧道尺寸代表值为新、旧隧道宽度的平均值，不合理。因此需要进行系统的理论研究加以改进。在国内，随着多种类型隧道与地下近接工程的建设，许多地下工程近接施工问题被引起重视，许多高校以及科研机构也对此做了大量的研究。西南交通大学地下工程系对一系列地下工程近接施工问题进行了研究，如“深圳地铁一期工程重叠隧道课题研究"、“华蓥山隧道受煤层采动影响的研究’’以及以上海轨道交通9号线R413标段为工程依托的“软土地铁三管盾构隧道近接施工控制技术研究”等课题，

7、其他还有广州地铁小间距三孔隧道的研究，小净距公路隧道支护结构设计原则与施工措施研究，相邻隧道安全施工技术，地铁盾构隧道邻近桩基施工影响研究等课题，对隧道施工静、动态过程、车致振动、现场监测反演分析等方面进行了大量的数值分析、模型试验和现场量测，地铁、公路和铁路均有涉及，工法有矿山法和盾构法。在此基础上撰写了一系列课题报告，得出了许多科研成果。同济大学以上海明珠线二期近距离交叠隧道的设计和施工研究课题为代表，对近距离交叠隧道的施工过程模拟、车载振动响应、施工过程的智能预测与控制、多媒体视频监控与仿真模拟等方面进行了大量研究，对地表

8、沉降、地层移动的预测和控制、结构变形和受力特征等方面进行了分析，并结合经验和人工智能建立影响预测模型对施工进行指导，主要以盾构法为主。中南大学曾对紧邻既有线软弱地层隧道的施工实例和小间距公路隧道的施工步序优化进行了研究，并正在开展国家自然基金项目“城市隧道施工与