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软岩变截面隧道下穿既有隧道影响及施工控制技术研究
| 论文题名： | 软岩变截面隧道下穿既有隧道影响及施工控制技术研究 |
| 关键词： | 软岩变截面隧道;既有隧道;下穿工程;施工控制 |
| 摘要： | 交通是兴国之要，是强国之基。随着我国交通事业的不断发展，我国日益成为世界瞩目的交通强国。充分利用城市地下空间也成为城市交通可持续发展的重要一环。在现代化城市中地下交通网络不仅分布密集，还存在着不同用途的其他工程设施，故在城市中进行新建隧道建设将不可避免与既有运营隧道路线交叉甚至重合，同时由于使用目的和交通量的改变，城市新建隧道中变截面隧道也日益增多。面对如此复杂的工程环境，如何保证新建软岩变截面隧道顺利施工，同时又减小对既有运营隧道的扰动，成为施工的重难点。文章以某新建软岩变截面隧道下穿既有隧道工程为依托，采用理论分析、数值模拟和监控量测等方法对软岩变截面隧道下穿对既有运营隧道的影响及相关施工控制措施进行研究。主要研究成果如下： （1）采用理论分析和数值模拟的方法对实际工况条件下新建软岩隧道变截面位置的初支结构及围岩进行力学行为分析，得出了扩大断面隧道的扩挖使得变截面位置初支结构变形及受力变化复杂；围岩竖向位移和主应力受变截面施工波动较大，且标准断面隧道右墙围岩处于相对不安全状态。 （2）通过分析新建软岩变截面隧道下穿施工对既有隧道的二次扰动规律，得出变截面位置既有隧道围岩竖向附加位移值由大到小依次为：拱底＞左墙＞右墙＞拱顶，既有隧道初支结构除产生明显的竖向附加位移外，还产生不同程度的纵向附加位移和转动附加位移，变截面位置既有隧道初支结构各特征点中最大附加轴力产生于拱顶位置，最大附加弯矩产生于拱底位置。 （3）考虑新建隧道采用不同开挖顺序条件下对既有隧道初支结构附加位移、附加内力和围岩附加应力的影响情况，得出先开挖标准断面隧道再开挖扩大断面隧道为最优施工顺序，在此基础上分析了新建隧道采用不同开挖方法和不同开挖进尺条件下对既有隧道的扰动情况，得出了新建隧道合理的施工控制技术。 （4）通过对新建软岩变截面隧道在不同支护条件下的控制技术进行研究，对比分析了新建隧道在不同喷混厚度、不同钢拱架间距和不同超前支护措施下既有隧道初支结构的附加位移、附加内力和围岩附加应力的变化情况，得出了新建软岩变截面隧道下穿既有隧道合理的支护控制技术。 （5）通过对现场实测的监测数据与数值模拟的结果进行对比分析，验证了数值模拟结果的有效性；采用非线性回归方法对实测数据进行了拟合，得到变截面位置围岩位移的最佳拟合函数，并得出新建隧道变截面位置二衬施作的最佳时间。 |
| 作者： | 钱洪智 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 陈林杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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