黄土地区小净距隧道综合施工技术研究

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黄土地区的大断面小净距地铁隧道施工具有风险高、难度大,施工变形控制困难的特点。为降低黄土地区地铁隧道的施工风险,提高施工扰动变形的控制能力,确保施工安全,依托在建的西安地铁四号线雁南四路站~大唐芙蓉园站区间隧道工程,对饱水黄土地区浅埋大断面小净距隧道降水和施工开挖影响进行了分析和研究,主要进行的工作和取得的研究成果如下:
  (1)针对在建的西安地铁四号线雁南四路站~大唐芙蓉园站区间隧道工程的施工特点,在已有工程实践经验基础上,提出并实施了浅埋大断面非对称的小净距隧道施工变形控制的长管棚和小导管配合预支护方案,建议在井点降水条件下采用大断面隧道先行开挖30m后施工小断面隧道的施工开挖方案,指导了工程施工,达到了预想效果。
  (2)对饱水黄土地区的大断面小净距隧道降水和开挖扰动影响进行了数值模拟分析,研究了洞内降水、井点降水以及大小断面不同开挖顺序对隧道地表沉降、隧道水平收敛变形、隧道的拱顶沉降及支护结构受力的影响;基于数值模拟验证了提出的井点降水方案和大断面隧道先行开挖方案的合理、可行性。
  (3)基于位移叠加法原理,考虑井点降水和小净距隧道开挖的共同影响,提出了非对称断面的双孔平行隧道施工地表沉降预测的修正公式;采用该公式对西安地铁四号线工程雁南四路站~大唐芙蓉园站区间施工引起的地表沉降进行预测,为黄土地区隧道施工扰动影响的评估提供了技术参考。
  (4)进行了雁南四路站~大唐芙蓉园站区间隧道工程施工降水及开挖影响的位移监测,监测结果表明,在200m长管棚和小导管配合预支护条件下采用井点降水后大断面隧道先行施工时,地表沉降和隧道支护结构变形均小于设计控制指标,施工降水和开挖引起的变形可控,施工方案合理、可行。
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