Influences of subway tunneling on disaster of overlying rainwater and sewage pipelines

Resumen

La construcción de túneles puede causar el desastre de los
gasoductos circundantes e inducir graves consecuencias,
como el colapso de las carreteras. Los estudios pertinentes
existentes se centran principalmente en los conductos de
presión de pequeño diámetro, mientras que las exploraciones
sobre las características de desastre de los conductos de agua
de lluvia y de aguas residuales (ORSP: overlying rainwater and
sewage pipelines) con gran rigidez y resistencia. Además de los
métodos de investigación de las características de desastre de
las tuberías de presión de pequeño diámetro, los métodos de
investigación son principalmente una combinación de análisis
teóricos y experimentales, o una combinación de análisis
teóricos y de elementos finitos. Con el fin de estudiar las
características de desastre del ORSP de gran diámetro durante
la construcción de túneles, se evaluaron las características
de asentamiento y tensión de los gasoductos a través de un
modelo experimental del programa ortogonal túnel-tubería,
y se discutieron las influencias de la construcción de túneles
sobre el desastre del ORSP. Luego, la simulación no lineal del
modelo se realizó mediante el análisis de elementos finitos.
Los resultados numéricos se comparan con los resultados de
experimentos de modelos y cálculos teóricos, y se examinaron
los principales índices que influyen en las características
de desastre de la ORSP. Los resultados demuestran que la
curva de asentamiento del ORSP se ajusta a la distribución
gaussiana, y la altura del subsidio aumenta con el aumento de
los procedimientos de excavación y el tiempo de estabilización,
alcanzando los 19,5 mm. La tensión en ORSP es simétrica
alrededor de la línea central del túnel. La parte inferior se
presiona ligeramente, mientras que la superior se estira
localmente. La fiabilidad del modelo numérico y el cálculo
teórico es validada por el análisis de elementos finitos. La
tensión oscila entre -545-59kPa, indicando que la mayoría
de las posiciones de la parte superior e inferior del ORSP
soportan bajas presiones. El asentamiento del ORSP según
el análisis de parámetros disminuye con el aumento de la
distancia entre la red del túnel y la tubería (l) y el diámetro
interior de la tubería (d). El asentamiento de ORSP se vuelve
estable cuando l/D>3 (D es el diámetro del túnel) y d/l>0,24.
El estrés de ORSP disminuye gradualmente con el crecimiento
de l y d. Las conclusiones de este estudio pueden proporcionar
referencias teóricas para las medidas de protección de ORSP en
la construcción de túneles subterráneos.