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大型地下救援站近接交叉施工方案比选研究

何涛  
【摘要】:国内外对近接交叉隧道施工进行了大量的研究,但很少有研究在软岩大变形、高地应力条件下小净距交叉隧道的施工问题。本文结合在建的成兰铁路云屯堡隧道项目,对救援疏散通道下穿既有主洞的影响进行分析。考虑到云屯堡隧道处于软岩大变形、高地应力条件下,本文通过强度折减法对救援疏散通道影响范围进行分区,并利用萨道夫斯基公式计算爆破安全距离,最后通过数值模拟并结合层次权重分析法得到非爆破区的最优施工方案。本文得到结论如下:(1)采用强度折减法得到新建下穿隧道对既有隧道的稳定性影响范围。隧底救援疏散通道施工至距离既有隧道21.6m位置开始对既有隧道产生影响。(2)引入萨道夫斯基公式,并考虑装药结构、堵塞长度、孔径、孔深、排距、孔距、高差、距离、段数、最大段药量、总装药量及洞径等因素。首先通过岩石损伤理论计算Ⅴ级围岩控制爆破振动速度为3cm/s,然后通过经验求得Ⅴ级围岩单段爆破最大炸药量为2.5kg,再结合现场试验拟合衰减系数获得拟合公式,并基于该公式计算安全距离应大于18.9m。(3)确定了救援站新建隧道下穿既有隧道的非爆区域,在非爆开挖条件下提出了四种下穿施工方案。通过数值模拟得到既有隧道应力和位移变化,并考虑沉降量、应力集中、成本、围岩扰动次数、施工难度、工期因素结合层次权重分析法得到台阶法基坑法工作槽CD法,最终优选台阶法暗挖。(4)结合变位分配法理论、现场监控量测、数值模拟来提高对施工过程的变形控制。


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