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高速铁路浅埋隧道施工方案优化及监测分析
| 论文题名： | 高速铁路浅埋隧道施工方案优化及监测分析 |
| 关键词： | 高速铁路隧道;浅埋隧道;大拱脚台阶法;施工方案优化;安全监测;数值模拟 |
| 摘要： | 由于隧道空气动力学效应，高速铁路隧道大多采用单洞双线断面，由此导致隧道的开挖断面增大，特别是对于浅埋隧道而言，其施工的技术难度和安全风险更为突出，因此，选用合理的施工方案就显得非常重要。 本文以广西沿海扩能改造工程南钦铁路花甲山双线隧道为工程背景，在国内外已有研究成果的基础上，采用现场调研、理论分析、数值模拟及现场实测等手段，针对高速铁路浅埋隧道施工关键技术进行了研究，包括隧道施工引起的围岩变形规律及破坏模式分析、基于数值模拟的浅埋隧道施工方案优化分析及现场实测研究等内容，其中，花甲山双线隧道浅埋段施工方案优化分析是本文研究的重点。通过研究，取得了如下主要成果: (1)在已有研究成果的基础上，对隧道施工引起的围岩变形规律及破坏模式进行了系统分析，按照隧道变形的动态过程，将隧道围岩变形分为先期位移、掌子面位移和掌子面后方位移三部分，并将围岩变形破坏模式归结为六个方面，基于隧道施工过程就是利用和控制围岩动态变形（应力）过程的理念，提出了隧道围岩变形和破坏的控制技术措施。 (2)基于花甲山双线隧道浅埋段，采用三维数值模拟对CRD法和大拱脚预留核心土台阶法两种施工方法行了分析。分析结果表明:在隧道围岩位移和塑性区分布方面，CRD法优于大拱脚台阶法;初期支护结构受力方面，大拱脚台阶法应力集中明显减弱，支护结构受力相对合理;CRD法和大拱脚台阶法施工引起的地表沉降均能满足现行规范控制标准的要求。 (3)基于数值模拟和理论分析的结果，并考虑到CRD法和大拱脚台阶法的施工效率、施工安全性及投资等因素，建议花甲山双线隧道浅埋段采用大拱脚台阶法施工。 (4)为了验证理论分析和数值模拟的可靠性，对隧道拱顶下沉、水平收敛、地表沉降、初支-围岩接触压力、锚杆轴力等项目进行了现场测试。测试结果表明:现场实测与数值模拟计算结果基本吻合，表明本文所做的数值计算和理论分析结果是可靠的，基于理论分析和数值模拟所提出的建议施工方案是科学合理的。 |
| 作者： | 吴多云 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 陈秋南 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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