導航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 交通安全論文>>正文

路塹開挖對既有鐵路隧道影響數(shù)值分析

文檔作者：郭永發(fā) 文檔來源：中鐵二院昆明勘察設計研究院有限責任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年03月04日
下載地址：點擊這里	文件大?。?1.66 MB 共5頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內容預覽 [文件共5頁]

本文件共5頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：1.66 MB 共5頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

下一篇：蘭新鐵路凍害原因分析及整治措施

上一篇：某鐵路路塹邊坡滑坡原因分析及整治措施

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

郭永發(fā)：路塹開挖對既有鐵路隧道影響數(shù)值分析·117·
路塹開挖對既有鐵路隧道影響數(shù)值分析
郭永發(fā)
(中鐵二院昆明勘察設計研究院有限責任公司，昆明650200)
摘要：隨著城市的擴大，市政道路的快速發(fā)展使新建道路越來越多的臨近或穿越既有地下建
(構)筑物。依托某市政道路與相鄰鐵路隧道工程，采用Midas GTS軟件計算分析路塹開挖過程中隧
道受力變化及變形情況。研究結果表明：地層結構法能反映出地層巖性對偏壓隧道內力的影響，地層
彈性模量E與隧道外側拱肩彎矩肘曲線為冪函數(shù)型。路塹邊坡坡腳與隧道中線距離d影響隧道襯砌
內力，d—M曲線存在的拐點可供設計參考。
關鍵詞：鐵路隧道；地下建筑物；路塹開挖；影響；風險
中圖分類號：U451 文獻標志碼：A 文章編號：1003—8825(2013)03—0117—05
0引言
隨著我國市政交通的快速發(fā)展，越來越多的新
建市政道路會臨近或穿越既有鐵路隧道【1]。由于路
塹開挖造成既有隧道結構周圍土體應力重分布，對
既有結構將產生一定的影響。因此，在路塹設計方
案中須考慮如何保證施工及運營期間既有隧道結構
安全，從而達到路塹施工與既有鐵路隧道安全運營
的目的。
已有的研究，多集中于單一巖性或路塹開挖后
地應力變化對隧道的影響分析拉’3 J。當路塹與隧道線
路基本平行且隧道沿縱坡處于不同風化程度圍巖時，
同樣的路塹邊坡開挖對隧道影響不同，應區(qū)別對待。
本文依托某市政道路和相鄰鐵路隧道工程，采用數(shù)
值分析方法，對路塹開挖過程處于不同圍巖級別中
隧道的影響進行分析，并提出了相應的設計方案，
在保證隧道安全的情況下，盡量減少工程造價。
1工程概況
該項目地處曲靖盆地邊緣，屬云貴高原剝蝕丘
陵地貌，高程1880—1930 m，相對高差50 in。地形
較平緩，自然坡度5。一150。新建市政道路為經(jīng)九南
路，與之相鄰的既有貴昆線六盤水至沾益段鐵路小
坡隧道進、出口端地形平緩，隧道全長865 m，最大
埋深約40 m。
隧道左線線路中線與擬建經(jīng)九南路人行道邊距
離，最小為21．7 m，最大為33．1 m。隧道左線線路
中線距離隧道最寬處4．05 m，故凈距最小為17．6
m，最大為29．0 m。
擬建公路場區(qū)鄰近隧道縱斷面如圖1。
中心里程DK472+797．5
圖1隧道縱斷面
收稿日期：2013-03—25
作者簡介：郭永發(fā)(1979一)，男，河北承德人。工程師，博士，
主要從事地下工程及巖土工程方向研究及設計。
E-mail：524965753@qq．coin。
擬建公路場區(qū)上覆第四系全新統(tǒng)人工填筑土
(Q尹)、坡殘積(Q亨+d)粉質粘土，第三系上新統(tǒng)
茨營組(N：c)膨脹土、松軟土、粉土、粉砂、中
萬方數(shù)據(jù)
路基工程su蛐EIIgin嘲噸2013年第3期(總第168期)
砂等，下伏泥盆系下統(tǒng)桂家屯組(D。。)泥巖夾砂
巖、灰?guī)r。
小坡隧道圍巖分級為V級，采用V級抗震設防
復合式襯砌和V級抗震設防明洞。從圖1中看出，
隧道主要位于微風化層W：、中風化層W。和全風化
W。泥巖夾砂巖中。不良地質為巖溶、順層，特殊巖
土為膨脹土，松軟土。各層圍巖物理力學性質，見
表1。
表1各層圍巖物理力學性質
裝撇稱囂鍪，黹搿甕黧
與擬建道路相鄰的小坡隧道埋深淺，隧道大部分
位于土層及泥巖強風化帶(W3)中。其中，地表覆蓋
的第三系粘土具弱膨脹性，地質條件差。由于<3>層
具有膨脹性，本工程擬采用的永久坡率為1：1．75。根
據(jù)斷面計算，拱肩至坡面垂直距離均小于18．5 m，
為偏壓隧道。
經(jīng)九南路路塹開挖卸載，使地應力重新分布，
隧道附加偏壓產生內力，將造成隧道襯砌開裂，影
響既有鐵路隧道結構安全，從而危及鐵路運營安全。
為確保路塹開挖后鐵路隧道的安全，同時為路
塹設計提供依據(jù)，既需確定合理的路塹二級邊坡坡
腳與隧道中線的距離d，又需確定隧道外側拱肩至
地表的垂直距離t。
2路塹開挖對隧道的影響分析
《鐵路隧道設計規(guī)范》H1規(guī)定，一般情況下，V級
圍巖根據(jù)坡面的坡度，隧道外側拱肩至地表的垂直
距離t≤27．5 in時，應按偏壓隧道考慮。傾斜地面
的偏壓隧道較相對平緩地面的隧道，受力不均勻。
因此，在偏壓隧道附近施工路塹，將使偏壓隧道襯
砌結構受力更為復雜。
路塹施工將對既有隧道產生不利影響，為減小
其影響，需對路塹可開挖的范圍進行研究。路塹與
隧道位置關系如圖2，用以分析典型地形及不同巖
性情況下路塹開挖對既有隧道產生的影響。
<5>W，
圖2路塹與隧道位置關系
2．1數(shù)值模型及計算參數(shù)
數(shù)值分析中，圍巖采用平面應變單元，材料為
摩爾一庫倫彈塑性模型。隧道采用梁單元，彈性模
型，有限元分析參數(shù)如表2，有限元模型如圖3。
表2有限元分析參數(shù)
材料p／：．毛鬻泊竺蚋／麟(。)觥c／黝kPa
圖3 有限元分析模型
模型兩側，均取隧道水平最大直徑的邊界條件：
模型左右約束水平向，底部約束豎向和水平向。首
先進行地應力平衡，再進行開挖分析對隧道影響。
2．2圍巖性質對偏壓隧道內力的影響
為了解不同圍巖中偏壓隧道內力分布規(guī)律，進
行了偏壓隧道內力隨圍巖等級變化的分析。不同圍
巖等級以彈性模量E區(qū)分，分析彈性模量變化對襯
砌內力的影響。同時，考慮t值變化對內力的影響。
偏壓隧道襯砌內力主要為外側拱肩內力變化較大，
為得到圍巖變化對隧道襯砌的影響，進行了不同t
值時，圍巖彈性模量變化對襯砌外側拱肩彎矩的影
響分析。圖4為t=11 In(對應d=15 m)和17 m
(對應d=30 m)兩種工況下的E—M曲線。從圖4中
可看出，同一距離d下，E一肘曲線呈冪函數(shù)分布。
當t=11 in時，計算得到的擬合式為M=
93．677E。n 701，經(jīng)計算擬合優(yōu)度砰=0．945。當t=17 m
時，計算得到的擬合式為M=踞．885E’n啪，經(jīng)計算擬
合優(yōu)度砰=0．9954，擬合程度較好。
萬方數(shù)據(jù)
郭永發(fā)：路塹開挖對既有鐵路隧道影響數(shù)值分析
600
·400
Z
鼉200
0 0．5 1 0 1．5 2．0 2 5
E／CPa
圈4不同d值的E-M曲線關系(E=0．1GPa)
隨著彈幽旺的減小，M逐漸增大，當E<Q5 好地發(fā)揮圍巖的承載作用="1是必要的。在襯砌內力
計算過程中，應采用地層結構法和荷載結構法分別
進行計算，從定性和定量兩個方面確定襯砌受力關
鍵部位及大小崢J。
2．3計算結果分析
先分析路塹邊緣至隧道最近處的距離d對隧道
內力影響，計算典型斷面的d與襯砌彎矩的關系。
為研究地表為偏壓時，路塹開挖前隧道內力與
路塹開挖后隧道內力的不同，采用圖3模型進行分
析。開挖前襯砌內力云圖見圖5。
_L NIT4

網(wǎng)友評論 more

交通安全論文最新內容

04-23