上海長江隧道連接通道凍結(jié)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(gòu)法建設(shè)隧道。在采用盾構(gòu)法建設(shè)隧道時，由于隧道周圍土體的原有地層應(yīng)力發(fā)生改變，土體擾動必然發(fā)生，使得周圍建筑、構(gòu)造物、地下管線會發(fā)生位移，進而可能產(chǎn)生破壞，造成生命財產(chǎn)的損失。雖然公路隧道和地鐵隧道承擔(dān)著越來越繁忙的較大客流和貨流的運輸任務(wù)，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(zāi)風(fēng)險，而且還引發(fā)了不少嚴

2、重的火災(zāi)事故。因為區(qū)間隧道空間屬于的封閉區(qū)域，人員和設(shè)備均高度密集，一旦發(fā)生災(zāi)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(shè)領(lǐng)域中的諸多技術(shù)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(gòu)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(jié)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(jié)壁和主隧道的

3、結(jié)構(gòu)安全問題進行研究。采用ansys進行凍結(jié)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(jié)壁和隧道應(yīng)力再分布進行了數(shù)值模擬，模擬結(jié)果與實際監(jiān)測結(jié)果基本吻合，確保了連接通道的安全施工，并為設(shè)計和施工提供了進一步完善建議。具體研究內(nèi)容如下： 1．凍土幃幕形狀、厚度、凍結(jié)管路布置及凍結(jié)壁模擬 凍土層開挖斷面選定時應(yīng)考慮盡可能減少連接通道開挖過程中在其中產(chǎn)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(nèi)采用單排管和雙排管的優(yōu)缺點。模擬并驗證凍結(jié)階段凍結(jié)壁發(fā)展的過程。 2．連接通道施工對隧道結(jié)構(gòu)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(jié)過程中體積膨脹產(chǎn)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(yīng)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(jié)構(gòu)的變形。 3．施工監(jiān)控研究 連接通道施工應(yīng)保證凍結(jié)壁的安全，研究分析連接通道的凍結(jié)溫度、位移及收斂、應(yīng)力的關(guān)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(dǎo)施工，并在施工過程中采取必要的保護措施，保證連接