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解放碑三期环道大跨超浅埋施工开挖及支护参数优化分析
| 论文题名： | 解放碑三期环道大跨超浅埋施工开挖及支护参数优化分析 |
| 关键词： | 大跨超浅埋隧道;施工开挖;支护参数;衬砌断面;受力特征 |
| 摘要： | 随着我国经济的快速发展，城镇化进程的不断推进，人们对于出行的方式提出了更高要求。由于城市空间有限，地面道路远远不能满足日益增长的交通需求，许多城市大规模的开发利用地下空间，大跨超浅埋市政道路隧道工程日益增多。城市大跨超浅埋隧道普遍存在断面面积大、埋深超浅、地质条件差、周边环境敏感性强等问题，若采用不当的设计理论、开挖方法和支护参数可能会导致隧道施工过程中出现围岩失稳破坏，甚至坍塌的现象。因此，如何选择合理的城市大跨超浅埋隧道设计理论、开挖方法和支护参数，以保证隧道施工的质量、安全和经济效益，是城市大跨超浅埋隧道设计和施工中亟待解决的科学难题。本文以解放碑三期环道隧道为工程背景，综合运用理论分析、数值模拟和监控量测的方法，修正了现隧道规范中深浅埋的界定方法和围岩压力计算公式，探索了城市大跨超浅埋隧道合理的开挖方法，优化了初期支护参数，分析了衬砌断面受力特征，其主要研究成果如下： （1）对隧道大跨、超浅埋的划分原则和围岩压力的计算公式进行了分析，并针对现有公路隧道设计规范中，深浅埋界定方法不适用于大跨隧道和围岩压力计算公式不适用于超浅埋隧道的不足，进行了修正。 （2）采用有限元软件Midas/GTS研究了CRD法、三台阶七步法、双侧壁导坑法施工开挖对大跨超浅埋隧道围岩稳定性的影响，通过分析不同开挖方法对地表沉降、围岩和初期支护应力、变形的影响，以允许极限位移和衬砌安全内力为指标，选取了最合理的开挖方法，对修正后的围岩压力计算公式进行了验证；结果表明双侧壁导坑法能更有效地降低施工过程中对围岩稳定性的影响，对改善围岩的力学性能，提高隧道的稳定性，起到明显的效果，修正后的围岩压力计算公式与数值模拟结果基本一致。 （3）对比分析不同锚杆长度、锚杆间距、初喷混凝土强度等级对围岩及初期支护位移、应力的影响，研究了围岩稳定性随支护参数的变化规律，选取了最佳的支护参数，并提出了适合大跨超浅埋隧道的支护参数优化建议。 （4）采用荷载—结构法对比分析了大跨超浅埋隧道二次衬砌在不同跨度和断面类型下的受力情况，研究了二次衬砌结构内力随断面形式的变化规律，提出了适合大跨超浅埋隧道的二次衬砌断面形式，为设计提供参考。 （5）对隧道施工现场的地表沉降、拱顶沉降以及洞周水平收敛值的监控量测数据进行采集和分析，与数值模拟结果对比，验证模型的正确性，为指导施工提供依据。 |
| 作者： | 金鑫 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 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： | 2023 |
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