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公路隧道复杂交叉结构设计及施工方案优化研究-长安大学隧道工程

公路隧道复杂交叉结构设计及施工方案优化研究

许东 摘 要

随着我国能源、交通、国防、市政等国民经济建设的大发展和全球人类对环境的可持续发展需求,隧道工程建设项目越来越多。根据交通部规划,中国10年内将新建成40万公里新路,“五纵七横”国道主干线将贯通,10年内中国将再建设总长155公里以上的公路隧道。公路隧道中复杂交叉隧道结构形式必然会越来越多,其作为一种新的隧道结构形式在设计与施工中存的一些问题,本文正是针对这些问题而产生的。

本文首先搜集了目前关于交叉隧道的研究成果,介绍了国内交叉隧道的研究现状,概述了现有交叉隧道的设计与施工方法,这些方法可以为以后续交叉隧道工程提供资料参考。

论文以棋盘关斜井隧道工程作为工程实例,通过三维数值模拟方法,对复杂交叉隧道情况下围岩和支护体系的位移和受力状态进行了分析,建立了多个不同衬砌参数的隧道结构计算模型,通过数值模拟分析确定出初期支护厚度在20cm ~25cm 范围内和二衬厚度为20cm 时为最合理的衬砌设计参数。

根据上面优化的衬砌参数建立了四种不同的隧道开挖模型,文中研究了多交叉隧道施工力学的转换过程,分别分析了四种工况围岩和支护结构的应力、位移

动态变化规律,结合各工况所需施工时间步骤数,得出工况三为本算例的最优施

工方案,以此可为相关交叉隧道的设计与施工提拱借鉴。

关键词:复杂交叉公路隧道,设计,施工,优化

大学隧道工程安全研究所 学位论文 h t t p ://r o a d t u n n e l .c h d .e d

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