修建琴韵广场对近接既有铁路隧道影响及控制技术研究

论文摘要

改革开放30年来,我国公路交通与铁路交通事业取得了突飞猛进的发展。特别是近些年来,随着我国经济的飞速发展,道路交通网络的不断完善,既有线路的扩能改造等产生了大量在既有线旁修建新线、一次性建成复线、新建铁路与公路并行等工程现象,这势必造成新建结构物邻近既有结构物施工。本文以重庆琴韵广场修建近接襄渝铁路小龙坎隧道为研究对象,采用大型通用有限元软件,对广场开挖及桩基础施工近接铁路隧道进行数值模拟,并对近接施工可能对既有隧道产生的病害问题提出了加固处理措施,其研究工作和研究成果主要包括：1、在近接隧道施工中,最为关键的问题是新建工程对既有隧道的影响问题以及自身近距离施工时的相互影响问题。在施工中,如何将近接的影响降低到最小程度,是地下工程在近接施工中最核心的问题,目前近接施工研究方法大致可分为三种：理论研究、试验研究及数值模拟研究。2、隧道施工引起的地层移动会造成应力的重新分布,这样就会对就近埋置于地层中或受地层支撑的既有构筑物产生不利影响,但是由于构筑物之间的差异,其相应的指标也不尽相同。隧道一地层一既有构筑物三者之间相互关联,不能用分裂的观点看待任意一者对另外两者的影响。3、通过数值模拟的方法,对既有铁路隧道进行安全评价,既有隧道衬砌结构在无其他荷载或施工扰动的情况下结构是偏于安全的。4、在琴韵广场修建工程中,开挖隧道上方、左方及施工桩基础通过数值模拟分析可以得出,既有隧道衬砌结构在上述三种工况下都会受到拉应力,由于衬砌结构是砌体结构,这样势必会对衬砌结构造成不利影响。5、结合当前国内外隧道病害加固技术,对小龙坎隧道在琴韵广场修建工程中可能出现的工程病害问题进行超前加固,防止工程病害问题的产生,取得了良好的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.1.1 工程背景及意义
• 1.1.2 学术背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 理论研究现状
• 1.2.2 试验研究现状
• 1.2.3 数值模拟方法研究现状
• 1.3 本文研究方法与内容
• 1.3.1 研究背景
• 1.3.2 研究内容和方法
• 第2章 隧道工程近接施工力学原理研究
• 2.1 隧道近接工程影响基本理论
• 2.1.1 初始应力场
• 2.1.2 洞室施工各阶段的应力场
• 2.2 近接隧道数值模拟计算理论
• 2.2.1 弹塑性增量本构关系
• 2.2.2 弹塑性问题增量的有限元理论
• 第3章 既有铁路隧道安全评价
• 3.1 工程概况
• 3.1.1 平面位置
• 3.1.2 地层岩性及地质构造
• 3.1.3 广场结构设计
• 3.2 隧道结构图以及支护参数
• 3.3 计算情况
• 3.3.1 施工过程模拟
• 3.3.2 计算模型
• 3.3.3 计算参数
• 3.3.4 隧道衬砌安全系数计算方法及FLAC程序介绍
• 3.4 既有隧道结构内力及安全性图
• 第4章 近接岩体开挖及桩基础施工对既有铁路隧道结构的影响
• 4.1 开挖顶部岩体对既有隧道结构的影响
• 4.1.1 开挖顶部岩体后衬砌结构内力云图
• 4.1.2 开挖顶部岩体后衬砌结构内力分布图
• 4.1.3 开挖洞顶岩体后对既有隧道衬砌结构内力影响分析
• 4.2 开挖左侧岩体对既有隧道结构的影响
• 4.2.1 开挖左侧岩体后衬砌结构内力云图
• 4.2.2 开挖左侧岩体后衬砌结构内力分布图
• 4.2.3 开挖左侧岩体后对既有隧道衬砌结构内力影响分析
• 4.3 近接桩基础施工对既有铁路隧道结构的影响
• 4.3.1 近接施工桩基础后二次衬砌内力云图
• 4.3.2 近接施工桩基础后既有隧道衬砌结构内力分布图
• 4.3.3 施工桩基础后对既有隧道衬砌结构内力影响分析
• 4.4 各施工步对近接既有隧道衬砌结构影响分析
• 第5章 既有隧道加固技术
• 5.1 铁路隧道病害分类
• 5.1.1 衬砌裂缝的特征及分类
• 5.1.2 隧道渗漏水的特征及其危害
• 5.1.3 衬砌变形
• 5.1.4 衬砌表面病害
• 5.2 铁路隧道加固常用方法
• 5.2.1 注浆加固
• 5.2.2 喷锚加固
• 5.2.3 裂缝嵌补
• 5.2.4 嵌拱加固
• 5.2.5 套拱加固
• 5.2.6 换拱
• 5.2.7 增设仰拱
• 5.2.8 粘贴碳纤维和粘钢带加固
• 5.2.9 堵漏与导排
• 5.3 小龙坎隧道加固措施
• 5.3.1 小龙坎隧道衬砌病害调查概况及产生原因
• 5.3.2 小龙坎隧道衬砌病害加固
• 5.4 小结
• 结论与建议
• 结论
• 建议
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间发表的论文