城市隧道穿越人防空洞关键技术研究
我国地域广阔，地质类型多样，在地质条件复杂，岩性多变，岩石风化程度高的多山城市中修建交通隧道，一般的土质地层隧道的开挖方法很难适用，需要将山岭隧道开挖方法引入城市交通隧道的修建中，但城市中的隧道施工致险因素繁杂多样，这就要求在引入山岭隧道修建方法的同时对各个风险源与新建隧道之间的相互作用关系进行深入分析，在这些风险源中，人防空洞作为一种普遍存在于城市地层中，建筑形式多变，支护结构脆弱的致险因素，应该引起足够的重视和研究。 本文依托大连胜利路南山隧道工程，该工程地表房屋密集，存在近距人防空洞网，且既有建（构）筑物抗震等级低，而影响控制标准要求严格，为此采用控制爆破，变形等施工关键技术，保证隧道施工安全，顺利贯通。论文在大量地表，防空洞，房屋变形监测及爆破测试数据的基础上，结合数值模拟，理论推导和工程类比分析，针对爆破隧道穿越人防空洞施工关键技术进行系统研究，取得如下研究成果: (1)在总结分析近接施工关键技术体系理论的基础上，结合人防空洞自身的特点，以相互作用和控制目标为中心，提炼爆破隧道穿越人防空洞技术要点，形成了一套完整的穿越人防空洞施工关键技术体系; (2)以跨度比和间跨比作为控制参数，归纳不同位置，不同跨度工况下新建隧道周边围岩和人防空洞支护结构的变形及力学状态，得到了当防空洞跨度较小时，两者相互影响随距离的增大呈现先增大后减小的结论，而防空洞跨度较大时，影响随距离增大而减弱。此外，以地表沉降，人防空洞拱脚差异沉降以及围岩应力状态为判据将隧道周边区域划分为强，弱，无三个影响区域; (3)将既有人防空洞破坏模式总结为纵向压弯，纵向剪切，横向压弯，横向剪切以及纵向扭转等类型，采用弹性地基梁等力学模型及砌体结构设计理论对各种破坏模式进行理论推导和安全评估，并应用于大连南山隧道工程实例中，结果显示所采用的施工措施基本能够保证既有人防空洞的安全和稳定，局部区域需要采取一些加固措施; (4)采用三维数值模拟方法分析三台阶七步法各施工步产生的变位规律，制定穿越人防空洞的分步沉降控制指标体系，得到了人防空洞垂直于隧道轴线和平行于隧道轴线两种工况下该工法的精细化控制曲线; (5)对比分析普通雷管和数码雷管爆破震动波形及围岩应力状态，总结了爆破震动地震波传播规律，归纳出数码雷管控制地震波传播的优势，并提炼出数码雷管施工关键技术。
城市交通隧道;穿越人防空洞;房屋变形监测;支护结构;施工安全;围岩应力
北京交通大学
硕士
桥梁与隧道工程
张顶立
2013
中文
U455.7;U456.3
167
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）