NPR锚索支护下相交隧道围岩变形规律及破坏机理

城市交通逐渐向地下发展,地下立交中相交隧道数量日益增加。为探究复杂地质条件下相交隧道的变形规律,以深圳南龙地下立交隧道相交隧道段为工程背景,通过物理模型试验探索相交隧道在开挖支护及超载状态下的变形机理。首先自主设计三维模型试验系统,并通过相似理论计算,进行了多种岩样及支护材料的配制;其次在模型搭建完成后,基于开挖补偿理论,利用缩尺NPR(Negative Poisson’s Ratio)锚索对相交隧道进行开挖支护。通过对隧道应变、位移及NPR锚索轴力的分析,得到隧道开挖状态下的应力重分布特征;最后,对隧道进行超载试验,结合数据及现象分析,揭示了相交隧道合建结构的围岩破坏机理。研究结果表明:相交隧道在开挖贯通时,合建区域岩体因隧道开挖产生应力损失,会对已经开挖支护完的隧道造成轻微影响。隧道贯通加载时,相交隧道的破坏分为3个阶段:拱顶应力集中区沉降阶段、合建结构的破坏阶段和隧道洞口破坏阶段。具体表现:首先是上层隧道合建区域拱顶开始出现沉降,然后下层隧道出现底鼓,最后应力传播至边界,使得洞口上方垮塌。试验中采用NPR锚索对相交隧道进行支护,现象和数据表明,开挖阶段隧道合建区的沉降影响到NPR支护段,由于NPR锚索的高应力补偿特点,支护段并未出现明显沉降。试验验证了NPR锚索在相交隧道的支护效果,可为类似工程支护提供一种新的思路。

新建城市隧道上跨既有高铁隧道稳定性控制研究

基于侨城东路北延通道工程城市隧道上跨广深港高铁隧道的工程背景,总结城市隧道上跨铁路隧道的案例,得到减震、减小围岩扰动的施工方式。采用数值模拟的方法进行开挖扰动安全性分析,并采用理论计算的方式进行爆破振动安全分析,提出施工组织设计方案与结构稳定性控制措施。