盾構隧道施工對鄰近地下燃氣管線的影響規(guī)律研究.pdf

1、由于城市地鐵修建的滯后性，地鐵線路將不可避免的穿越地下市政管線，從而影響地下管線的安全和正常使用。在隧道施工過程中，鄰近地下管線內力和變形呈現(xiàn)非線性的變化，研究該擾動規(guī)律有助于更好的保證鄰近地下管線的安全和指導隧道工程的有序施工。本文以北京地鐵某盾構隧道垂直下穿燃氣管道及其混凝土套管工程為研究對象，利用有限元軟件建立了圍巖——隧道——地下管線耦合的三維計算模型，在圍巖一荷載模型理論的基礎上利用單元“生死”原理和N-R計算方法模擬了左、右

2、線隧道的下穿過程。
　　1)結合地下管線材質、結構受力特點，地下管線與隧道的鄰近關系及施工對土層的擾動規(guī)律，混凝土套管的破壞類型為縱截面拉彎、壓彎破壞和接口轉角和拉裂破壞；高壓燃氣管線的破壞類型為受壓、拉破壞和剪切破壞。
　　2)混凝土套管管節(jié)最大負彎矩、管節(jié)最大正彎矩、管節(jié)最大負軸力、管節(jié)最大正軸力均隨隧道下穿不斷變化，軸力的增長幅度明顯大于彎矩的增長幅度，管節(jié)更易發(fā)生的拉彎破壞；接口最大張開值為0.18mm，最大接口轉角

3、為0.0103°，均遠小于套管所能承受的脫開能力。DN700高壓燃氣管線的第1、3主應力，Mises應力增長幅度不大，且安全系數(shù)在5以上，其應力分量中變化較為明顯的為X向應力和YZ向剪應力，其增長幅度分別為14.8％和6.6％。DN500次高壓燃氣管線的第1主應力，Mises應力增長幅度不大，其安全系數(shù)均在18以上，雖然第3主應力(壓應力)增長幅值超過25％，但是安全系數(shù)相對較高，X向應力和YZ向剪應力的增長幅度分別為73％和1.6％。

4、
　　3)從混凝土管線及高壓燃氣管線的擾動響應來看，地下管線的最不利狀態(tài)可能發(fā)生在以下四種情形：右線或左線隧道施工至管線下方某一位置時、右線或左線隧道施工結束時：但是通過內力比對表明，對于管體內部整體性較好的管線可以利用最終值判斷歷史最大應力狀態(tài)。
　　4)可以利用地表的傾斜斜率和沉降曲線初步判斷地下管線是否發(fā)生破壞。施工過程中的套管沉降曲線為高斯曲線，通過與現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，兩者在最大值、差異沉降值等方面具有較高的相似