城市超小淨距立體交叉隧道設計施工關鍵技術（簡體書）

《城市超小凈距立體交叉隧道設計與施工關鍵技術》理論上強調實用性，實踐上注重可操作性，內容翔實、科學系統，是一本具有一定前沿性及較大現實意義的論著。《城市超小凈距立體交叉隧道設計與施工關鍵技術》可作為高等院校隧道工程專業的教材、地下工程專業的教學參考書，也可供從事地下工程的工程技術人員在設計與施工中參考。

1 緒 論
1.1 小凈距立體交叉隧道是一種新的結構形式
1.2 國內外研究現狀
1.2.1 超小凈距立體交叉隧道的發展現狀及存在的問題
1.2.2 爆破震動作用下結構的力學響應及可靠度的研究現狀
1.2.3 隧道信息化施工技術研究現狀
1.3 論著的主要特點
1.3.1 論著的主要內容
1.3.2 論著的編寫方法
2 城市超小凈距立體交叉隧道工程概述
2.1 工程簡介
2.2 地質概況
2.3 工程地質評價
3 立體交叉隧道圍巖穩定性數值模擬分析
3.1 計算模型
3.2 結果及分析
3.2.1 模型評價
3.2.2 變形分析
3.2.3 主應力場分析
3.2.4 塑性區分析
3.2.5 邊錨桿軸力圖分析
3.3 嘉華隧道二次襯砌安全度評價
3.3.1 計算模型
3.3.2 計算結果及分析
4 華村隧道立體交叉段總體設計
4.1 凈斷面的確定
4.1.1 華村隧道I、J線開挖對嘉華隧道襯砌結構的影響
4.1.2 確保嘉華隧道襯砌結構安全的措施
4.2 華村隧道立體交叉段襯砌結構及支護參數的擬定
4.2.1 邊墻及拱部支護參數設計
4.2.2 底部支護參數的特殊設計
4.2.3 華村隧道交叉段支護襯砌斷面
4.3 立體交叉段開挖方式的選擇
4.3.1 上下臺階法與雙側壁導坑開挖方式的比較
4.3.2 采用上下臺階法施工
5 基于ABAQUS新建隧道施工和運營對既有隧道結構力學響應分析
5.1 有限元軟件ABAQUS程序算法原理
5.1.1 ABAQUS有限元軟件簡介
5.1.2 ABAQUS分析模型
5.1.3 有限元基本方程
5.2 計算模型
5.2.1 有限元模型
5.2.2邊界條件
5.2.3 計算參數
5.2.4 計算分步
5.3 數值模擬結果分析
5.3.1 初始地應力
5.3.2 嘉華隧道交叉段開挖后的變形
5.3.3 華村隧道交叉段開挖后的變形
5.3.4 華村隧道爆破施工數值模擬
5.4 華村隧道運營車載數值模擬分析
5.5 嘉華隧道混凝土襯砌結構振動加速度測試
5.5.1 加速度傳感器的選擇
5.5.2 測點布置及測試方案
5.5.3 動態測試數據分析與處理
6 既有隧道襯砌結構動力可靠性研究
6.1 爆破地震作用下結構的破壞準則與破壞機制
6.1.1 結構的破壞準則
6.1.2 結構的破壞機制
6.2 爆破地震作用下既有隧道襯砌結構的動力可靠度分析
6.2.1 隨機過程的交差問題
6.2.2 基于泊松過程法的隨機結構的首次超越可靠性分析
6.2.3 基于瑞雷分布法和正態分布法的動力可靠性計算
6.2.4 基于首次超越破壞準則結構動力可靠性分析
7 城市超小凈距立體交叉隧道施工技術
7.1 華村隧道施工特點概述
7.2 華村隧道施工方法研究
7.2.1 施工方案的制訂
7.2.2 施工控制要點
7.2.3 施工方法的比選
7.3 施工及開挖方案經濟性分析
7.3.1 華村隧道盾構法與新奧法施工經濟性比選
7.3.2 立體交叉段隧道新奧法開挖方案施工經濟性比選
7.4 新建隧道與既有隧道交叉段的鉆爆設計與施工
7.4.1 上臺階參數的確定
7.4.2 采用凸形斷面掘進
7.4.3 爆破參數的確定
7.4.4 隧道爆破安全允許振速的建議值
7.4.5 上臺階施工
7.5 初期支護及二次襯砌施工技術研究
7.5.1 初期支護施工
7.5.2 二次襯砌鋼模板臺車的研制
7.6 華村隧道的加固措施
7.7 信息法施工
8 城市超小凈距交叉隧道信息化施工技術研究
8.1 隧道信息化施工技術概述
8.1.1 隧道信息化施工方法
8.1.2 隧道信息化施工特點
8.2 新建隧道新奧法施工常規量測
8.2.1 常規量測的原理及方法
8.2.2 數據處理及應用
8.2.3 量測數據分析
8.2.4數據分析結果
8.2.5 信息化施工對城市超小凈距交叉段施工的重要性
9 新建隧道施工爆破地震波監測
9.1 爆破地震波的基本理論
9.1.1 爆破地震波的形成和種類
9.1.2 爆破地震波的相關參數
9.1.3 爆破地震波的能量
9.1.4 爆破地震波的輻射半徑
9.1.5 爆破地震波的振幅
9.1.6 爆破地震波的周期和頻率
9.2 爆破地震波的安全評判標準
9.2.1 我國原有的安全判據
9.2.2 現有安全判據
9.3 爆破地震波測試系統
9.3.1 測試目的
9.3.2 測試系統
9.3.3 測試參數
9.3.4 數據分析
9.4 爆破地震波監測結果分析
9.4.1 監測數據
9.4.2 數據分析原理
9.4.3 爆破地震波振動數據回歸分析
9.4.4 爆破地震頻率分析
……
參考文獻
后記

1 緒 論
1.1 小凈距立體交叉隧道是一種新的結構形式
近年來，隨著我國交通基礎設施建設規模的逐步擴大，公路建設迅猛發展，隧道里程占路線總里程的比例越來越大。為了保持我國經濟持續穩定的增長，國家實施西部大開發戰略，因此面臨設計及修建大量的鐵路、公路隧道。城市地下空間的開發利用是中國城市化的必然需要。另一方面，隨著西部城市交通的持續建設，道路網絡的不斷完善，城市地下空間開發利用的規模也不斷擴大，使得新建隧道鄰近或上穿既有公路隧道或鐵路隧道及其他各種地下建（構）筑物的現象越來越多。如何確保小凈距交叉隧道的設計、施工安全，確保已建地下空間設施的正常使用和擬建隧道的順利掘進，對我國交通建設和城市地下空間開發利用，具有非常重要的指導作用，并顯得非常必要和緊迫，在工程實踐中將會創造巨大的社會效益和經濟效益。
小凈距立體交叉隧道是近幾年衍生出的一種新的結構形式，由于不受地形條件及總體線路線型的限制，造價較低，這種形式的隧道數量正逐漸增多。采用小凈距立體交叉隧道方案，不僅能很好地滿足特殊地質及地形條件、總體路線線型的特殊要求，而且有利于公路整體線型規劃和優化，具有顯著的經濟、社會、環境效益。但小凈距立體交叉隧道設計、施工還存在較多關鍵技術需要解決，諸如合理施工方法、監控基準、立體交叉影響，等等。早期的隧道建設，主要涉及平面交叉，對于隧道平面交叉的研究已取得了很多成果。隨著地下空間的進一步開發和利用，同時地下設施的不斷增多使得后建的或網絡化擴建的隧道不得不以立交方式穿越鄰近已有隧道或其他地下結構設施，且建（構）筑物的間距愈來愈小。國際上已經出現了許多近距離交叉的隧道方案，如蘇聯采用盾構法在靠近哈爾科夫的既有地鐵區間隧道下方修建地下隧道工程；俄羅斯也采用盾構法修建了雙洞雙層隧道；意大利一瑞士高速公路項目中修建了一段水平平行逐漸過渡到上下平行的雙孔隧道；日本利用礦山法修建了雙層重疊公路隧道。國內近幾年出現了一些隧道間距非常小的工程實例，如采用礦山法修建的深圳地鐵一期工程國貿與老街站間的區間隧道，采用了左右線上下重疊的結構形式；上海地鐵二號線與一號線在人民公園站附近交叉，走向基本正交，兩隧道間垂直凈距約1m；上海外灘觀光隧道從地鐵二號線的兩條隧道上方斜向穿越，行人隧道底部與地鐵隧道頂部的最小凈距約為1.2m。上海的這些工程實例，其工程地質均為軟土，可以采用國際通用的盾構法施工。重慶的華村隧道交叉段工程地質為巖石，掘進方式有所不同。新隧道的建設，從既有隧道（嘉華隧道）的上面穿過，這不可避免會對既有隧道產生不良影響。研究城市超小凈距交叉隧道工程的設計與施工關鍵技術以及修建隧道對既有隧道結構的影響，對工程實踐具有重要的指導意義。
目前，國內類似的工程實例還很少。由于城市雙線隧道（華村隧道）與城市大跨度雙線隧道（嘉華隧道）超小凈距立體交叉，兩隧道交叉處最小巖層厚度僅0.423m，此項工程在隧道修建史上應該說是罕見的，屬國內領先。因此本著作系對該工程的城市超小凈距立體交叉隧道設計、施工關鍵技術進行全面論述。