隧道斜交横通道施工对主隧道衬砌结构的影响研究

针对隧道斜交横通道施工对主隧道衬砌结构产生影响,以哈尔滨绕城高速天恒山公路隧道工程为依托,采用现场实测和三维有限元数值模拟的方法,对横通道施工阶段主隧道衬砌结构的变形规律和受力特性进行研究。研究结果表明:(1)横通道施工导致交叉口附近一定范围内的主隧道衬砌产生变形和应力集中,其影响范围在交叉口锐角一侧为1.82D(D为主隧道洞跨),在交叉口钝角一侧为1.32D;(2)衬砌变形以拱部下沉为主,在边墙部位产生外扩现象;(3)横通道的开挖破坏了主隧道原有的成拱效应,使交叉口处的衬砌产生应力集中;(4)随着横通道开挖深度的增加,主隧道衬砌结构的变形和应力逐渐减小,趋于稳定;(5)交叉口两侧的主隧道衬砌结构强度安全系数均大于设计值2.0;(6)交叉口锐角一侧的变形和应力集中程度大于钝角一侧,而安全系数小于钝角一侧。研究成果对类似工程的设计与施工具有借鉴作用。

隧道斜交横通道爆破振动效应研究

针对斜交横通道爆破施工对既有隧道安全性产生不利影响,建立了交叉隧道爆破振动三维数值模型,考虑爆破荷载峰值、衬砌界面强度、埋深和围岩弹性模量的影响,从监测点振速和衬砌内力两方面对其安全性进行评价。结果表明:爆破振动作用下交叉区域将产生应力集中现象,衬砌内力增大5~10倍,拱顶和衬砌破除处易出现较大的动拉应力,是爆控的薄弱部位。爆破影响范围大致在θ>55°内,衬砌振速和动位移随着角度的增大呈现出先增大后减小的规律,在隧道拱顶区域达到峰值,且在迎爆区出现陡增;衬砌拆除前,沿爆破轮廓线将衬砌分割成爆破区和非爆破区将显著减小衬砌的变形和振速。

隧道斜交横通道施工对主隧道衬砌结构的影响

以某隧道工程斜交横通道的施工为例,分析对主隧道衬砌结构产生的影响,得出主隧道衬砌结构具体的变化规律,并采取有效的措施提高隧道工程的施工质量,保证施工人员的安全。