【摘 要】
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管幕冻结法是一种在复杂水文条件下能够较好地控制地层沉降和涌水风险的新型工法，目前在管幕冻结法隧道设计中未考虑管幕-冻结圈承载力与隧道初期支护承载力的匹配问题，导致初期支护设计偏保守，使得初期支护钢架布置密，施工效率低，因此，需要进行初期支护优化研究。以隧道下穿秦淮新河段为依托工程，首先基于多跨单向板力学模型考虑等距钢架对上部冻结圈的支撑作用，求解组合结构内力；其次按照组合梁模型求解组合结构应力，并
【机 构】
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中铁第四勘察设计院集团有限公司水下隧道技术国家与地方联合工程研究中心
【基金项目】
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国家自然科学基金高铁联合基金资助项目（U1934213）；
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管幕冻结法是一种在复杂水文条件下能够较好地控制地层沉降和涌水风险的新型工法，目前在管幕冻结法隧道设计中未考虑管幕-冻结圈承载力与隧道初期支护承载力的匹配问题，导致初期支护设计偏保守，使得初期支护钢架布置密，施工效率低，因此，需要进行初期支护优化研究。以隧道下穿秦淮新河段为依托工程，首先基于多跨单向板力学模型考虑等距钢架对上部冻结圈的支撑作用，求解组合结构内力；其次按照组合梁模型求解组合结构应力，并按照强度控制计算最大允许钢架间距；最后采用数值模拟，对初期支护参数优化进行研究。结果表明：本工程中最大允许钢架间距由中性轴以下部分混凝土强度控制，为2～3m；拱架刚度对衬砌变形及应力影响较大，提升拱架刚度对于改善初期支护应力状态具有良好效果；综合考虑冻结圈和衬砌的变形和应力，得到了适用于本工程的初期支护优化参数。
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