新建隧道下穿既有铁路路基关键施工技术及其对路基稳定性影响研究

摘要

随着我国公路、铁路建设的飞速发展，隧道工程的建设也突飞猛进，不论是在山岭还是在城市，隧道作为一种便捷的交通构筑物，其地位举足轻重。随着隧道工程的不断发展，其面临的亟需解决的问题也同样增多。特别的，在城市隧道建设中，由于城市设施繁多，隧道开挖不可避免的会与其他建筑物、构筑物相互影响，随之带来一系列工程难题。本文以某区间隧道下穿既有铁路路基这一工程实例为依托，通过工程概况分析、实地勘察、物理力学试验、施工关键技术分析以及FLAC3D数值软件模拟等方式，对新建隧道下穿既有铁路隧道的施工关键技术以及其对下穿交叉点处的路基稳定性影响等方面进行了分析。
　　本研究主要内容包括：①介绍了依托工程与既有铁路路基交叉概况，隧道下穿既有铁路路基段概况，下穿段区间站区间概况。通过资料搜集及相应的实地勘察，对依托工程区域的地形地貌、地质构造、地层岩性、水文地质条件、不良地质、地震情况等进行了归纳和分析。②通过实地调研取样，开展了室内岩石试验、岩石热物理试验分析、室内土工试验、水质分析、土腐蚀性试验、波速试验及重型动力触探（N63.5）试验，通过对各类试验成果的分析及归纳，结合相关的规范及文献，对新建地铁隧道的相应设计参数给出了建议值。③根据依托工程概况及相应的工程水文地质条件，阐述了隧道下穿既有铁路路基段施工设计方案和数值模拟方案。根据拟定的施工工法，针对性的具体分析了隧道下穿既有铁路路基相应的关键施工技术，包括施工测量、洞身开挖、二次衬砌施工和初期支护及二次衬砌背后注浆施工。此外，还对隧道施工时各方面的质量控制环节进行了论述。④新建隧道下穿既有铁路路基对既有铁路路基稳定性具有一定的影响。新建隧道施工完毕后，既有铁路路基最大沉降值处发生在暗挖区间既有铁路下行线中线与新建下穿隧道左线中线平面交叉处。随着新建下穿隧道暗挖区间的逐步开挖，新建下穿隧道暗挖区间与既有铁路路基上行、下行线交叉处的路基沉降逐渐增大。新建隧道下穿既有铁路路基交叉点暗挖区间二次衬砌施工完毕后，既有铁路路基沉降的纵向分布近似为正态分布曲线。随着新建下穿隧道暗挖区间的逐步开挖，新建隧道与既有铁路路基上的接触网基础的沉降逐渐增大。

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第1章 绪 论

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容和技术路线

第2章 依托工程概况

2.1 新建地铁隧道区间与既有铁路路基交叉概况

2.2 隧道下穿既有铁路路基段概况

2.3 下穿段新建地铁隧道区间站区间施工方法与支护参数

2.4 工程地质及水文地质条件

2.5 本章小结

第3章 室内岩石物理力学特征及设计参数建议取值

3.1 室内岩石试验

3.2 岩石热物理试验分析

3.3 室内土工试验成果

3.4 水质分析成果

3.5 土腐蚀性试验成果

3.6 波速试验

3.7 重型动力触探（N63.5）试验

3.8 设计参数建议取值

3.9 本章小结

第4章 下穿既有铁路路基隧道施工方案及关键施工技术分析

4.1 隧道下穿既有铁路路基段施工设计方案

4.2 隧道下穿既有铁路路基段施工数值模拟方案

4.3 隧道下穿既有铁路路基段施工技术参数

4.4 隧道下穿既有铁路路基段施工关键技术

4.5 隧道施工质量控制

4.6 本章小结

第5章 新建隧道下穿既有铁路路基稳定性分析

5.1 数值模型的建立

5.2 新建隧道施工过程模拟

5.3 不同典型工况下铁路路基稳定性分析

5.4 交叉点处路基沉降随暗挖区间开挖进程的变化过程

5.5 既有铁路路基纵向沉降

5.6 接触网基础处沉降随暗挖区间开挖进程的变化过程

5.7 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢