疊合分離式下穿湖區(qū)公軌共建隧道立項(xiàng)分析

疊合別離式下穿湖區(qū)公軌共建隧道立項(xiàng)分析1.立項(xiàng)的必要性通過文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前采用下穿湖區(qū)的公軌共建隧道較少，而疊合別離式下穿湖區(qū)公軌共建隧道更是尚未見諸報(bào)道。綜合考慮下穿湖區(qū)和富水礫砂層等復(fù)雜水文地質(zhì)條件，艾溪湖隧道將面臨如下前所未有的工程技術(shù)難題:(1)富水地層雙排鋼管樁+回填土圍堰的防滲穩(wěn)定機(jī)理與設(shè)計(jì)計(jì)算方法。目前對(duì)于雙排鋼管樁+回填土圍堰的設(shè)計(jì)僅限于指導(dǎo)性建議，尚缺乏對(duì)其作用機(jī)理和設(shè)計(jì)計(jì)算方法的研究；(2)富水地層坑中坑、有限土體支護(hù)結(jié)構(gòu)變形與穩(wěn)定機(jī)理，以及沿線不同深度和布置形式的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。對(duì)于坑中坑開挖的情況，由于上部基坑開挖卸荷導(dǎo)致下部土體應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，引起下坑開挖的應(yīng)力條件不同于一般的基坑。目前對(duì)于這種坑內(nèi)基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)機(jī)理和設(shè)計(jì)方法還不成熟。同時(shí)對(duì)于艾溪湖隧道，由于長度較大，在湖西和湖東段都存在暗埋段和敞開段，基坑深度不一，應(yīng)考慮實(shí)際穿越的水文地質(zhì)條件和支護(hù)結(jié)構(gòu)作用機(jī)理，進(jìn)行變形穩(wěn)定計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)；(3)深長隧道結(jié)構(gòu)的抗浮理論計(jì)算與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。對(duì)于埋深較大的艾溪湖隧道，由于上下疊合的公軌隧道自重小，長、大跨度主體結(jié)構(gòu)底板極易在水浮力作用下，發(fā)生中部隆起變形而產(chǎn)生較大的彎矩。通過引入長短組合抗浮樁（中部長、周邊短）和有效利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)，可對(duì)抗拔基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。(4)荷載作用下長距離疊合公軌共建隧道不共板主體結(jié)構(gòu)縱向和橫向剛度的適應(yīng)性。對(duì)于艾溪湖隧道，大跨度公路隧道位于小跨度地鐵隧道的上方，上部結(jié)構(gòu)底板與下部結(jié)構(gòu)頂板采用不共板模式。因此，上部結(jié)構(gòu)底板受兩端土體和下部地鐵主體結(jié)構(gòu)支撐，由于支撐剛度差異，極易引起上部結(jié)構(gòu)底板彎曲開裂。因此，對(duì)雙層板間充填材料剛度的分析研究，有利于主體結(jié)構(gòu)的合理化設(shè)計(jì)。同時(shí)，艾溪湖隧道下穿道路，湖堤及艾溪湖，在湖堤兩側(cè)結(jié)構(gòu)埋深差異較大，且結(jié)構(gòu)型式也出現(xiàn)變化，針對(duì)結(jié)構(gòu)埋深突變的情況結(jié)合結(jié)構(gòu)型式變化研究結(jié)構(gòu)縱向剛度變化有利于合理確實(shí)定結(jié)構(gòu)的縱向受力。(5)疊合別離式公軌共建隧道的變形縫設(shè)計(jì)與防水措施。本隧道湖底主要位于強(qiáng)透水層中，對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的防水性能要求高。變形縫作為明挖隧道的防水關(guān)鍵部位，也是防水的薄弱環(huán)節(jié)，設(shè)置的距離需兼顧適應(yīng)變形和防水效果。(6)復(fù)雜水文地質(zhì)條件下深長公軌共建隧道的智慧化施工技術(shù)。相比于常規(guī)的地鐵車站基坑，艾溪湖隧道不僅有公路隧道和地鐵隧道，而且還有4個(gè)匝道和通風(fēng)井等輔助結(jié)構(gòu)，施工過程復(fù)雜，運(yùn)維要求較高，因此，非常有必要研究采用基于三維交底的BIM技術(shù)。綜上所述，上述有關(guān)疊合別離式公軌共建隧道的研究課題均具有開創(chuàng)性，其研究成果必將為艾溪湖隧道工程的建設(shè)提供理論和技術(shù)支撐，降低工程風(fēng)險(xiǎn)，提高隧道的品質(zhì)工程，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜隧道工程建設(shè)的化、智慧化和綠色化。2.需求分析通過本課題的研究，解決艾溪湖隧道建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)問題，總結(jié)出適用于疊合別離式下