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原文传递小间距明挖水下隧道对运营京沪高铁影响规律研究

论文题名：	小间距明挖水下隧道对运营京沪高铁影响规律研究
关键词：	隧道开挖;小间距明挖;水下隧道;土体变形;高铁防护
摘要：	随着国民经济和交通运输行业的快速发展，高速铁路不断延伸，新建线路也越来越密集化，这也导致了并行或者下穿高铁建造的工程不断涌现。为了保证高铁的平顺性及运营安全，高铁必须保持极高的稳定性，因此对于高铁位移的要求非常严格。隧道并行高铁进行开挖时，不仅要保证自身的施工质量与安全，还需要考虑有可能引起的高铁基础及上部结构位移，若位移过大，将会影响到高铁的正常运营，故分析隧道施工对其邻近高铁产生的影响非常有必要。目前国内外对于水下隧道并行高铁建设的先例并不多，对于高铁的影响分析一般参考基坑邻近高铁开挖以及隧道下穿高铁施工的范例，因此，本文依托于小间距并行京沪高铁建造的水下明挖隧道工程，研究间距、降水及施工工序对于高铁产生的影响，分析水下明挖隧道对其邻近高铁的影响规律。　　首先，介绍了隧道开挖造成邻近高铁桩基水平及竖向位移的计算分析方法。通过两阶段分析方法，先求出隧道开挖造成的外侧土体变形，再以土体的变形对高铁下部桩基变形进行求解分析，以土与桩基之间的相互作用推导桩基础在隧道开挖过程中的位移响应问题，分析了不同分层土体中桩基的位移计算方法，研究了隧道邻近单桩与群桩的位移传递关系。　　其次，通过有限差分数值模拟软件，建立明挖隧道与高铁数值模型，分析明挖隧道与高铁不同间距下隧道开挖引起高铁位移的变化规律，模拟分析不同间距下高铁桩基及桥墩的位移变化情况，根据高铁位移限值，研究了隧道与高铁合理可行的间距，结果显示50m间距以上高铁的正常运营不受到干扰，30m以下间距将不能保证高铁的运营安全，工程设计及施工时应对间距因素全面充分地进行分析研究，降低隧道施工对高铁造成的影响。　　然后，针对水下隧道的施工，探讨了降水对邻近高铁产生的影响。通过模拟不同的降水工况，研究了不同降水速率对于隧道自身及高铁所带来的变化，分析了在一次降水、两阶段降水及随开挖层分次降水这三种不同降水工况下，隧道和邻近高铁位移及孔隙水压力的变化规律，模拟结果表明分层降水的方式能较大程度地减小降水对高铁所带来的影响。　　模拟分析了明挖隧道开挖过程中高铁桩基及桥墩的位移响应规律。对于隧道的各个开挖与支护阶段，以数值模拟的方式研究由土体损失造成的邻近高铁的变形情况，与高铁桥墩的位移限定值进行对比分析，研究在各个开挖过程的位移变化，分析表明，隧道上级台阶基坑开挖引起高铁桥墩的位移占高铁桥墩位移的70％。　　最后，针对间距、降水以及开挖的影响，对高铁结构位移采取了安全防护措施，最大限度减小施工对高铁带来的干扰，现场施工情况以及监测结果表明，安全防护措施对减小高铁位移起积极的作用，从而为类似工程的高铁防护工作提供参考借鉴。
作者：	廖麒凯
专业：	建筑与土木工程
导师：	李树忱
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文