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地铁隧道下穿填方路基施工力学效应及沉降控制技术研究
| 论文题名： | 地铁隧道下穿填方路基施工力学效应及沉降控制技术研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;下穿填方路基段;施工工法;力学效应;沉降控制 |
| 摘要： | 近年来，城市面积的扩张与城市地铁的快速发展，出现了越来越多的新建地铁下穿已有构筑物的隧道下穿工程。隧道下穿工程施工风险大，造成的事故严重。对受地理环境限制的多回填土城市而言，城市地铁隧道建设会不可避免的下穿回填土地段，其施工风险与事故严重性更胜一般隧道下穿工程。本文以重庆地铁五号线北延伸某区间隧道下穿填方路基段为工程背景，通过文献整理、理论分析、数值模拟等方法，对隧道开挖工法、超前加固措施、超前加固措施影响因素进行了分析研究，并基于研究结论优化了原超前加固方案。论文主要研究成果如下： （1）通过整理和归纳类似隧道下穿工程经验、国内外相关规范，同时根据地层结构稳定和路面平整度的相关要求，发现大多数隧道下穿工程的地表沉降控制标准值30mm能满足工程要求。考虑到依托工程所处地层环境的复杂性和实际施工的不确定性，其填方路基地表沉降控制值取较为保守的20mm。 （2）运用FLAC 3D软件模拟并分析了两台阶法、两台阶预留核心土法、三台阶法、CD法四种开挖工法对隧道围岩位移、围岩应力和塑性区分布的影响规律。结果表明：四种开挖工法的围岩变形、应力分布规律大致相同，CD法对围岩变形的控制效果最优。 （3）结合依托工程的实际开挖工法（两台阶预留核心土法），分别对单层小导管、超前管棚、双层小导管三种常用超前加固措施进行数值模拟，得出了围岩、初支结构、超前加固结构的应力与应变分布规律。通过对比分析发现，管棚的超前支护效果主要依靠长梁效应，小导管的超前支护效果主要依靠注浆加固效应；三种超前加固措施的整体加固效果依次为：双层小导管、超前管棚、单层小导管。 （4）从双层小导管环向加固范围、外层导管外插角度这两个主要影响注浆加固效应的因素出发，采用控制单一变量的方法，分析这两种因素对隧道围岩变形和初支结构稳定性的影响程度。结果表明：小导管环向加固范围相较于外插角度对围岩和初支结构的影响程度更大，并最终确定了依托工程超前支护方案为环向加固180°，外层导管外插角30°。 |
| 作者： | 伍黄兴 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 李明 |
| 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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