浅埋偏压连拱公路隧道设计关键技术

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本文针对浅埋偏压连拱隧道,首先进行了偏压影响因素分析。然后采用基于荷载—结构模型有限元数值模拟方法,对隧道二衬受力特性、合理衬砌结构参数进行了详细研究。最后采用基于地层-结构模型有限元数值模拟方法,进行了隧道合理施工方法及施工顺序研究。得出如下结论:  1.连拱隧道偏压影响因素主要有三种:地质偏压,地形偏压和施工偏压。  2.当埋深一定时,偏压连拱隧道浅埋侧隧道内力及拱顶下沉值随地面坡角的增大而减小,而深埋侧隧道内力及拱顶下沉值随坡角的增大亦增大;当坡角一定时,连拱隧道结构的内力及左右两洞的拱顶下沉值都随埋深的增大而增加;中墙应力及变形均随埋深或坡角的增大而增加。  3.埋深15m不同偏压程度下的合理衬砌参数分别为:当坡角为30o时,二次衬砌厚度为55cmC25砼;当坡角为45o时,二次衬砌厚度为60cmC25砼;当坡角为60o时,二次衬砌厚度为70cmC30砼。  4.在浅埋偏压连拱隧道施工模拟中,围岩、中墙应力及初期支护内力变化较为复杂。从围岩应力、位移,中墙应力、位移及初期支护内力、位移出发分析两种不同施工顺序,得出“先浅后深”施工顺序优于“先深后浅”施工顺序。  5.不同的施工方法对浅埋偏压连拱隧道结构的影响不同。从围岩、中墙及初期支护的应力(内力)、位移等方面出发分析了台阶法和预留核心土两种施工方法对偏压连拱隧道的影响,得出预留核心土施工方法优于台阶法施工。  6.在Ⅴ级围岩条件下,预留核心土施工法配合“先浅后深”施工顺序是浅埋偏压连拱公路隧道最佳的施工选择。
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