Research on stability of metro tunnel sub-rectangular shape at Ho Chi Minh City Metro tunnel project by numerical method

- Authors: Kien Van Dang, Hung Trong Vo, Anh Ngoc Do
Affiliations:
Hanoi University of Mining and Geology
- *Corresponding:This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
- Keywords: Metro tunnel, Numerical method, Tunnel stability, Circular tunnel
- Received: 13th-July-2021
- Revised: 30th-Aug-2021
- Accepted: 15th-Sept-2021
- Online: 28th-Feb-2022
- Section: Underground and Mining Construction
Abstract:
Because the metro tunnel is located near the surface ground, the cross-section of the tunnel has a great influence on the efficiency of the design, construction, use and operation of the subway tunnel, especially the impacts on the stability, the environmental landscape of the surface structures. Nowaday, circular metro tunnels are the most popular shapes used in urban underground transportation and metro system when Tunnelling Boring Method (TBM) is used for the tunnel excavation. However, circular tunnels have a small space utilization ratio. It makes to the excavated cross-section much larger than the used cross-section, and reducing the project efficiency. With the development of material and tunnel structure, non-circular tunnels are now common, and their cross-section permits to improve the underground space use efficiency. The sub-rectangular section metro tunnel is being studied and tested a lot in recent times because they satisfy two criteria at the same time: the load carrying capacity of the tunnel lining and the utilization useful factor of large cross-section. However, the calculation of the tunnel lining of this type by analytical method is very complicated and there is no solution for the above shape. The paper present the influence of the metro tunnel shape on the lining forces is considered by using the numerical simulation by Plaxis2D software. A parametric study was performed in order to highlight the effect of some parameters of the characteristic of depth of metro tunnel, thickness of metro tunnel lining on the structural forces produced in the sub-rectangular metro tunnel lining stability in line 6 of metro tunnel project in Ho Chi Minh City

1. Võ Trọng Hùng (1999). Tối ưu hoá thiết kế xây dựng công trình ngầm và hệ thống công trình ngầm.Giáo trình cao học. Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Hà Nội.
2. Võ Trọng Hùng (1998). Vỏ chống sử dụng khả năng mang tải của khối đá. Giáo trình cao học.Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Hà Nội. 1998.
3. Võ Trọng Hùng (1998). Vật liệu và kết cấu chống mới trong xây dựng công trình ngầm và mỏ, Giáotrình cao học, Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Hà Nội.
4. Đỗ Ngọc Anh (2016). Một số phương pháp tính toán kết cấu chống lắp ghép trong công trình ngầm,Tuyển tập các công trình khoa học kỷ niệm 50 năm thành lập Bộ môn “Xây dựng Công trình ngầm và Mỏ”
1996-2016, tr.7-12, NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội.
5. Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4527:1988: Hầm đường sắt và hầm đường ô tô - Tiêu chuẩn thiết kế.
6. ITA WG2 (2000). Guidelines for the Design of Shield Tunnel Lining. Hội hầm thế giới ITA.
7. Trần Quý Đức, Lê Đình Tân, Thân Văn Văn (2017). Dự đoán lún bề mặt của môi trường đất yếuxung quanh khi thi công metro số 6 TP HCM. Tạp chí Xây dựng Việt Nam, số 2-2017.
8. Dianchun Du, Daniel Dias, Do Ngoc Anh (2019). Lining performance optimization of sub-rectangulartunnels using the Hyperstatic Reaction Method. Journal of Computers and Geotechnics, 117.
9. Nguyen Tai Tien, Do Ngoc Anh, Karasev Maxim Anatolyevich, Dang Van Kien, Daniel Dias (2020).Tunnel Shape Influence on the Tunnel Lining Behavior, Proceeding of ICE - Geotechnical Engineering.
Other articles