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超长管幕施工缺陷下浅埋隧道下穿立交桥影响及控制研究
| 论文题名： | 超长管幕施工缺陷下浅埋隧道下穿立交桥影响及控制研究 |
| 关键词： | 隧道工程;管幕缺陷;围岩变形;桥梁桩基;控制措施 |
| 摘要： | 现今，随着城市的发展，隧道下穿既有建筑物的工程越来越多，管幕支护下隧道下穿施工对围岩以及既有建筑物的影响一直是研究的热点，以往的研究都是基于管幕施作没有出现缺陷的情况，缺乏了管幕施作缺陷时对隧道开挖影响的研究。为了研究超长管幕施工缺陷下对隧道下穿立交桥施工的影响，本文基于重庆铁路枢纽东环线新建隧道下穿立交桥工程段，结合理论分析、数值模拟及现场实测三种方法，分析围岩的位移、应力、地表沉降以及桩基的位移和应力数据，研究隧道下穿立交桥施工对围岩以及桩基的影响。主要研究内容和取得的成果如下： （1）本文首先对超长管幕加固理论进行了分析，提出了超长管幕加固区等效参数，为后续数值模拟做准备。其次对超长管幕支护下隧道开挖的沉降规律进行了研究，通过计算得出地表沉降控制基准值。最后结合桥梁桩基沉降控制相应规范，提出适合于本工程的桩基位移控制值。 （2）利用ABAQUS建立新建隧道下穿桩基模型，通过分析超长管幕在拱顶、拱肩、拱腰三个位置处分别存在钢管顶不到位这种缺陷时，最大主应力的变化情况，从而得出缺陷最不利位置，进而得出最不利缺陷长度。通过对比最不利缺陷情况与超长管幕施作无缺陷情况对隧道开挖的影响。研究表明：缺陷情况比无缺陷情况围岩地表沉降值增加了9.3%，两者隧道结构拱顶沉降及地表沉降曲线规律相同，桩基位移和应力受缺陷影响极小。 （3）通过ABAQUS模拟超长管幕定位管在三个方向（上、下、右）上出现不同程度的偏位时，隧道开挖对围岩及立交桥的影响。研究表明：超长管幕钢管出现水平偏位时，地表沉降曲线会出现与偏移相反方向的水平移动；上下偏位时，同一位置处地表沉降曲线规律相同，偏位为2mm/m时，地表沉降值与无偏位情况仅有细微差别，对围岩以及桩基无影响；偏位为4mm/m时，地表沉降值相比于偏位2mm/m时出现了明显的增大。桩基变形表现为桩顶靠近隧道结构，桩底远离隧道结构的倾斜变形，桩基应力无明显变化。 （4）对隧道开挖工法及超长管幕直径进行分析。研究表明：双侧壁导坑法施工相比于台阶法施工地表沉降减少了9.5%，桩基竖向位移减少了3.2%。超长管幕直径从219mm增大至299mm时沉降减小了16.8%，从299mm增大到400mm时地表沉降减小了9.3%，可见超长管幕支护效果随直径增加逐渐变小。 |
| 作者： | 杨川 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 罗林 |
| 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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