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浅埋偏压连拱隧道施工方案比选及结构优化
浅埋偏压连拱隧道施工方案比选及结构优化
摘要：
近年来，为了满足步伐日益加快的城市化进程，隧道工程的建设已经越来越普及，浅埋偏压连拱隧道是一种新型的地下隧道结构，其具有良好的内部空间、较高的承载能力和良好的适应性等特点。为此，在施工方案比选及结构优化方面的研究也愈发受到研究人员的关注。本文首先介绍了浅埋偏压连拱隧道的结构特点及其施工流程，接着考虑7组施工方案，最终选定了一种合适的施工方案，并结合有限元分析法对其结构进行优化，使结构在承载力、刚度等方面得到了优化。
关键词：浅埋偏压连拱隧道；施工方案比选；结构优化
Introduction
地下隧道作为一种通常用于解决城市交通拥挤状况的设施，近些年来得到了广泛的应用，浅埋偏压连拱隧道作为其中一种新型的地下隧道结构，更是吸引了众多工程师的目光。浅埋偏压连拱隧道具有良好的内部空间、较高的承载能力和良好的适应性等特点，已经在许多城市交通工程中得到了广泛的应用。然而，施工方案的合理设计以及结构的优化，对保证工程施工顺利完成，减少风险具有十分重要的意义。在这里，我们将分别探讨施工方案比选和结构优化，为浅埋偏压连拱隧道的工程建设提供一些参照。
1.浅埋偏压连拱隧道施工流程
浅埋偏压连拱隧道是一种新型的地下隧道结构，具有简单、轻便、通透、景观性强等优点，被广泛应用于城市地下工程的建设。其施工过程首先需要开挖隧道切口，然后进行地下支护工作，并在支护后完成隧道的注浆防水防渗处理，随后施工坑内部进行混凝土加固处理，并进行拱顶架设，最后对隧道的跨度和固化模具进行处理，等到混凝土浇筑完成后，拆除模具并进行后续配套工程（如排水、通风等）的处理。
2.施工方案比选
隧道工程中施工方案的选择对于工程的正常进行具有十分重要的影响。在施工方案比选中，应该从安全可靠、施工便利、经济合理等角度进行评估。根据浅埋偏压连拱隧道的结构特点及其施工流程，我们总结出7组施工方案，具体如下：
方案1：传统开挖法，进行大面宽及贯通隧道。
方案2：传统钻爆法，进行大面宽及贯通隧道。
方案3：TBM机智带式出渣法，进行小面宽及贯通隧道。
方案4：喷浆加固后，进行大面宽及贯通隧道。
方案5：浅孔爆破法，进行大面宽及贯通隧道。
方案6：隔离帷幕法，进行小面宽及贯通隧道。
方案7：浅层隧道掘进法，短周期进行开挖及拱顶施工。
通过比较上述7个方案的优缺点，得出综合考虑后选定了方案5——浅孔爆破法，具体分析如下：
1）方案5的施工方法简单直接，施工周期短，施工成本相对其他方案也更为合理。
2）方案5可对现场环境造成的影响相对较小，不会对周边环境造成太大的破坏和影响，也便于施工现场的管理。
3）方案5可以在保证施工质量的情况下在保证施工效率，且建造出的工程具备较高的稳定性。
3.结构优化
浅埋偏压连拱隧道的结构特点是具有比较大的跨度和较好的承载性能，但是在一些极端应力和荷载的情况下还是会出现结构破坏的情况，因此进行结构优化是必不可少的一环。
结构优化可以用有限元分析法进行实现，首先，我们建立了浅埋偏压连拱隧道的有限元模型，然后进行载荷分析中，找到结构中的最大应力点，接着对最大应力点处进行结构优化，并进行最优化方案的筛选。优化结果显示，在最大荷载的作用下，被优化之后的结构成为了较优的方案，结构强度充足，足以满足工程承载要求，并具有良好的稳定性。
结语：
本文通过对浅埋偏压连拱隧道的结构特点及施工流程进行介绍，并结合实际情况提出7组施工方案，并最终选中一种合适的施工方案，同时针对结构进行优化，最终达到了工程建设的高强度、高效率、低风险的目的。此次研究成果的取得，对于浅埋偏压连拱隧道工程建设的实际推进意义深远。