文档介绍：ΟΟΟ
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第 29 卷第 4 期兰州交通大学学报 Vol. 29 No. 4
2010 年 8 月 Journal of Lanzhou Jiaotong University Aug. 2010
文章编号:1001 4373 (2010) 04 0076 08
超浅埋平拱隧道弹塑性有限元分析与监控研究
李斯海
(厦门市市政建设开发总公司,福建厦门 361004)
摘要:针对市区交通主干道地下行车通道超浅埋、围岩基本质量级别属Ⅴ级,隧道施工又不能中断道路交通,且
ΟΟ
覆土层中横跨包括高压电缆、光缆、煤气等 21 组管线的特殊情况展开研究,利用弹塑性有限元仿真分析了 CD 法与
Ο
全断面开挖工法的全过程,优化确定了全断面开挖工法,施工中辅以实时监控测试反馈系统,理论与实测数据分析
成果指导施工与设计变更,信息化施工不仅成功预报了围岩变形趋势,避免了塌方事故的发生,而且使覆土层中各
种管线得以正常运营.
3 关键词:弹塑性有限元;浅埋暗挖;监控预报;信息化施工
中图分类号文献标志码
:U455 :A Ο
变更提供了科学数据真正做到了动态设计、动态施
1 工程概况,
工. 既保证了周边既有结构物的正常使用,又确保了
厦门市明发商业广场嘉禾路地下行车通道,是
隧道的安全施工.
厦门市湖光路下穿嘉禾路连接明发商业广场的地下
行车通道工程. 通道全长 128 m ,其中引道(U 型槽) 2 有限元数值优化分析
全长 58 m ,下穿嘉禾路段(浅埋暗挖段) 长 59 m ,明
2. 1 有限元仿真模型的建立
挖暗埋段长 11 m ,通道净宽 6. 6 m ,净高 3. 0 m. 工
根据设计文件并参考了有关资料,行车通道数
程在下穿嘉禾路时开挖断面 7. 80 m × 5. 10 m ,隧道
值模拟有限元参数取值如表 1 所示.
埋深较浅,围岩最薄处仅 1. 79 m ,围岩基本质量级
表 1 岩土体物理力学指标
别属Ⅴ级,自稳能力极差,在开挖前采用密排长大管
Tab. 1 Physical and mechanical indicators of soil
棚预支护. 通道上方交通繁忙,车流量大,通道上覆
重度γ/ 弹性模量泊松粘聚力内摩擦角
土层中横跨有各种管线 21 组,包括高压电缆、光缆、土层类型
(kN · m - 3) E/ MPa 比μ C/ MPa Ф/ (°)
煤气、自来水管等重要管线而且多组重要管线紧贴
, 素填土 17. 0 4. 0 0. 4 0. 016 12. 0
管棚,设计最小距离不足 15 cm ,施工难度极大,在粉质黏土 20. 0 0. 58 0. 35 0. 035 18. 0
国内同等条件施工尚属首例. 粗砂 19. 0 28. 0 0. 32 0. 0 25. 0
针对隧道穿越的覆盖层地质条件差、地下管线残积砾质黏土 19. 0 25. 0 0. 32 0. 028 24. 5
全风化花岗岩
众多、隧道附近建筑物密集,而且施工期间不能中断 20. 5 75. 0 0. 3 0. 03 30
强风化花岗岩 21. 0 85. 0 0. 3 0. 05 32
交通等特