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原文传递城市地下隧道群开挖对临近文物建筑影响及保护措施研究

论文题名：	城市地下隧道群开挖对临近文物建筑影响及保护措施研究
关键词：	城市地下隧道群;开挖施工;临近文物建筑;锚拉桩板挡墙;锚索预应力
摘要：	随着经济的持续发展，城镇化率不断提升，为了更好的满足城市交通的需求，以城市地铁和城市地下公路交通网建设为主的改善交通拥堵问题的热潮快速推进。现代化建设过程对土地空间的占据不可避免地会与传统历史古迹发生冲突，为尽可能的保护历史古迹，就对拟建项目进行合理规划设计提出了更高的要求。解决城市有限空间多层重叠隧道群在设计和施工过程中设计方法、设计参数的选择及对临近建筑物等结构的影响及保护措施的合理性的难题，是我国城市化交通建设中面临的紧迫课题。因此，有必要对城市有限空间多层重叠隧道群进口段穿越临近文物建筑的施工段进行深入研究，分析开挖过程中围岩影响情况、建筑物变形趋势及保护措施参数的控制。　　本文以重庆市曾家岩嘉陵江大桥南侧隧道工程进口段为依托，采用调查研究、现场监控量测及有限元数值模拟计算等方法，展开了多层重叠隧道群开挖过程中对文物建筑、地表、围岩及保护措施的影响研究工作，主要研究内容和成果如下: 　　(1)收集整理了国内外学者对隧道下穿文物建筑的研究案例，结合现场勘测调研，掌握文物建筑结构保存状态，总结确定了文物建筑变形控制指标。　　(2)采用三维数值模拟方法，分别对隧道群两种开挖顺序进行了模拟计算。得出了各隧道开挖对文物建筑位移影响大小及其占比，所得结果均处于文物建筑变形控制指标范围内，文物建筑处于安全状态;结合现场监控量测数据，与数值模拟计算结果大致相等、变化规律相似，验证了围岩物理力学参数与模型建立的准确性。通过对比文物建筑、地表位移及围岩应力、塑性区分布，得出对文物建筑影响最大的施工段为下穿轨道10号线隧道及其拱顶上部明挖段基坑，公路主线左线隧道对建筑物影响最小;并找出了最优的开挖顺序，即先开挖轨道10号线隧道再开挖上部明挖段及人民路连接线隧道。　　(3)研究了对文物建筑影响最大的施工段——轨道10号线隧道和隧道拱项上部明挖段基坑在不同施工工法下文物建筑、隧道的位移及路基段填方侧桩板挡墙、明挖段挖方侧桩板挡墙位移内力，得出在依托工程中偏压隧道情况下采用CD法（先开挖深埋侧导洞）最为安全，明挖段基坑单次施作深度为4m最合理，并结合不同工法下得到的结果对上述两个施工点进行组合优化，通过比较围岩应力、文物建筑位移及围岩塑性区分布面积得到新的优化开挖方案。先开挖隧道拱顶基坑至-4m并施加预应力锚索支护，再开挖下穿轨道10号线隧道，最后将明挖段基坑继续开挖至设计标高的优化方案能有效减少文物建筑位移、围岩应力及塑性区的分布。　　(4)选取优化方案开挖，通过控制单一变量的方式改变明挖段挖方侧锚拉桩板挡墙的桩体截面尺寸、锚索预应力大小、锚索长度等设计参数，通过比较桩体位移内力、文物建筑位移及围岩应力，得到了以上三个设计参数各自的影响规律，为设计和施工提供参考。
作者：	魏洪伟
专业：	交通运输工程；道路与铁道工程
导师：	高峰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2020