上海長江隧道連接通道凍結模擬與施工監(jiān)控研究.pdf

1、隨著我國大城市的快速發(fā)展，城市地下鐵路交通和公路隧道交通的發(fā)展已大大緩解地面道路交通壓力，目前很多國家采用盾構法建設隧道。在采用盾構法建設隧道時，由于隧道周圍土體的原有地層應力發(fā)生改變，土體擾動必然發(fā)生，使得周圍建筑、構造物、地下管線會發(fā)生位移，進而可能產生破壞，造成生命財產的損失。雖然公路隧道和地鐵隧道承擔著越來越繁忙的較大客流和貨流的運輸任務，道路交通流量和車輛及其運輸物品變化也很大，不僅增加了交通隧道的火災風險，而且還引發(fā)了不少嚴

2、重的火災事故。因為區(qū)間隧道空間屬于的封閉區(qū)域，人員和設備均高度密集，一旦發(fā)生災害，救援與疏散十分困難，因此各國對交通隧道和地下鐵道的消防安全都十分重視，因此針對隧道的建設領域中的諸多技術問題的研究勢在必行。 本文以上海長江隧道工程的連接通道為研究對象，以工程實際測量數(shù)據(jù)為分析依據(jù)，研究了盾構推進過程中對周邊土體的變形特征和對地面建筑物的影響規(guī)律，并針對連接通道凍結法施工過程中的凍土溫度變化規(guī)律、江底位移變化規(guī)律、凍結壁和主隧道的

3、結構安全問題進行研究。采用ansys進行凍結壁的溫度場模擬；采用FLAC3D數(shù)值分析法，對連接通道開挖引起的沉降、凍結壁和隧道應力再分布進行了數(shù)值模擬，模擬結果與實際監(jiān)測結果基本吻合，確保了連接通道的安全施工，并為設計和施工提供了進一步完善建議。具體研究內容如下： 1．凍土幃幕形狀、厚度、凍結管路布置及凍結壁模擬 凍土層開挖斷面選定時應考慮盡可能減少連接通道開挖過程中在其中產生的彎矩，例如可采用圓形、圓拱形等?？紤]冷凍管

4、的合理布置，比較隧道內采用單排管和雙排管的優(yōu)缺點。模擬并驗證凍結階段凍結壁發(fā)展的過程。 2．連接通道施工對隧道結構的影響及后期連接通道的位移 由于主隧道開挖會引起土體擾動，首次土體沉降會對開挖連接通道的變形帶來影響，所以必須先進行主隧道開挖模擬后，再進行連接通道的施工模擬，從而可以研究主隧道開挖引起的土體變形特性。同時連接通道施工過程對主隧道的影響主要表現(xiàn)在土體凍結過程中體積膨脹產生作用于隧道管片上的附加壓力，在隧道管片

5、上開洞引起的應力重新分布和變形；在連接通道開挖過程中，由于卸載引起周圍土體的位移，從而引起的主隧道結構的變形。 3．施工監(jiān)控研究 連接通道施工應保證凍結壁的安全，研究分析連接通道的凍結溫度、位移及收斂、應力的關系，進行數(shù)值模擬并接合實際監(jiān)測值，提出施工監(jiān)控中的合理報警值。根據(jù)上海長江隧道連接通道的施工情況，優(yōu)化施工和監(jiān)測方案。在施工中及時反饋監(jiān)測信息并對其認真分析，進行指導施工，并在施工過程中采取必要的保護措施，保證連接