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广义的盾构隧道纵向等效连续化模型研究

1引言随着城市地铁和市政工程建设的发展,软土盾构隧道纵向沉降问题日渐突出[1,2],如不均匀沉降造成衬砌纵向接头处张开漏水、接头螺栓被拉坏或剪断等,因此研究盾构隧道纵向力学行为具有重要意义。盾构隧道通常是由成千上万管片依靠环向和纵向高强螺栓连接组成,在对其进行纵向分析时,将衬砌管片逐个考虑往往造成单元数日过于庞大,使计算分析难以进行。因此,目前大多数纵向沉降分析模型将隧道纵向视为一维问题,将隧道简化为一维弹性地基模型进行求解。根据隧道接缝和螺栓简化方法不同,现有模型可分为梁-弹簧模型和纵向等效连续化模型两类[3],其中等效连续化模型是最常用的模型。纵向等效连续化模型[4~6]认为隧道在横向为一均质圆环,在纵向以刚度等效的方法把由接头和管片组成的盾构隧道等效为具有相同刚度和结构特性的均匀连续梁。黄宏伟和臧小龙[2]按此模型分析得到上海地铁盾构隧道纵向刚度有效率η=0.067。曾东洋等[7]取纵向刚度有效率为0.01,分析了上海明珠...  (本文共7页) 阅读全文>>

《低温建筑技术》2013年12期
低温建筑技术

广义的隧道塑性等效连续化模型研究

随着城市地下轨道交通的发展,软土地区盾构隧道的纵向沉降问题日益严重,研究盾构隧道的纵向受力及变形具有重要的现实意义。志波由纪夫等[1]首次提出了盾构隧道纵向等效连续化模型,假设盾构隧道横向是均质圆环,纵向等效为相同刚度的均匀连续梁。朱合华等[2]对纵向研究混凝土管片环间效应时考虑了相邻环间的剪切作用。廖少明[3]提出了环缝作用范围的概念。臧小龙[4]考虑了螺栓预应力的影响,推导出弹性及塑性状态下的纵向等效抗弯刚度表达式。周宁[5]通过引入环缝作用范围影响系数,推导出弹性及塑性纵向抗弯刚度表达式及环缝张开量计算公式。张文杰等[6]在弹性范围下考虑了横向刚度的变化,对前人的等效连续化模型做了修正。1修正的纵向等效刚度计算分析本文对于盾构隧道纵向等效刚度的修正,主要是基于塑性状态下引入了横向刚度的变化。1.1隧道横向性能的考虑本文采用可考虑横向刚度有效率的修正惯用模型即μ-ζ法[7]。横向抗弯刚度有效率μ的取值与隧道横断面水平和竖向直...  (本文共3页) 阅读全文>>

《中国科技信息》2009年03期
中国科技信息

盾构近距离掘进对建筑物的损伤及其保护措施

,引言,盾构法施工具有地层适应性好、安全,性高、施工速度快和质量易于保证等优点,尤其在建筑物密集的软土地区优势较明显。随着轨道交通的发展,盾构穿越建筑物的情况也经常出现。女几上海市轨道交通明珠线二期工程鲁班路站一西藏南路站区间下一行线隧道穿越五爱高级中学;上行线隧道.穿越中山南一路101弄5+l层楼房,南京地.铁1号线新模范马路站一南京站区间隧道穿越10栋建筑物等。在目前的地铁施工中,盾’构穿越建筑物的情况已经比较普遍,如何确保建筑物的安全,减少对周边环境的影响,是施工的重点和关键。但目前的研究多为对施工经验的分析和总结,而对相关规律及机理缺乏足够的认识。本文结合相关经验,对盾构施工对土体的影响以及对建筑物影响的机理进行了阐述,介绍了某工程中所采取的施工措施,对其有效性进行验证。2盾构近距离掘进对建筑物损伤的机理分析盾构法施工隧道会引起地层移动而导致不同程度的地层变形,既使采用先进的盾构技术也很难完全防止这种变形。当地层变形达到...  (本文共2页) 阅读全文>>

《工程机械与维修》2009年02期
工程机械与维修

“隧道施工”专题技术讲座(四) 盾构施工法(二)

(接上期)盾构机的组成盾构机主要由钢壳、切削机构(切削刀盘)、推进机构、排土机构(或送排泥浆机构)、管片组装机构、液压装置、电气系统、自动控制系统以及附属装置等组成。钢壳承受外部(地层)土压和水压,在钢壳保护下,保护内部设备及操作人员的安全,在开挖面处进行连续切削、衬砌、推进等作业。盾构机的钢壳盾构机的钢壳由最前部的切口环、中间的支撑环和后部的盾尾3部分组成,是一个坚固的构造体。根据盾构机型不同,有的在切口环和支撑环之间设置有隔板。切口环位于盾构机的前端,具有保持开挖面的自稳、切削土砂的移动通路和形成挖掘作业用的空间的功能。切口环的前部带有切削刃口,在外壳钢板上焊有加强筋以增加其强度。加强筋作成楔形,以便土砂的流动。切口环的形状多采用直线形、斜坡形及阶梯形,但这些形状均为向盾构内部方向倾斜。切口环外壳钢板的断面形状加工成直线形、内锥形、外锥形和复合形。在切口环前端的外圆上设置有固定的刮板,其目的是保持推进的稳定性,并设有减摩板,...  (本文共6页) 阅读全文>>

《山西建筑》2009年05期
山西建筑

盾构机的地铁过站施工技术

盾构工法已越来越广泛地被用于城市交通、地下电缆、上下水道及过江跨海隧道等建设领域,盾构工法具有安全及适应性强等特点,所以将得到更进一步的发展和利用。其中盾构机通过车站是现在隧道施工中必不可少的一部分,盾构机过站的形式和方法多种多样,但过站的主要目的都是希望盾构机能够快速、安全、顺利地通过车站结构继续掘进。1盾构机的概述1.1盾构机的工作原理盾构机的工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧道轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾,其对挖掘完全的隧道起着临时支撑的作用,承受周围土层的压力,有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面,挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。1.2基本构造盾构机主要由护盾、挖掘机构、推进机构、排土机构、衬砌机构及辅助机构等部分组成。护盾一般由切口环、支撑环和盾尾三部分组成;挖掘机构主要由刀头或刀盘及其支承装置组成;推进机构主要由液压设备如油泵、油马达、油压千斤顶等组成;排土机械中的泥水式主要由...  (本文共2页) 阅读全文>>

《工程机械与维修》2009年03期
工程机械与维修

“隧道施工”专题技术讲座(四) 盾构施工法(三)

盾构施工是在地面以下一定深度进行,在盾构起始开挖位置上需要建造竖井以进行盾构机的搬人、组装以及建筑器材、设备的搬运和土砂、泥水的运输等作业(接上期)盾构施工法当盾构工法实施前的勘查、设计及准备工作都完成后,便可按勘查设计的线路进行施工。施工的顺序大致如下:选择适宜的施工场地,建造竖井;盾构机的搬入、组装及启动;盾构机的推进;掘进中的隧道支护;山体与隧道之间的间隙处理;盾构机的操纵、运行;盾构机到达终点;盾构工程的后续施工等。施工场地选择施工用场地内所必要的设施包括有竖井及在竖井周围设置的输送变电设备、给排水设备、掘进土砂的搬运输出设备、建筑器材(管片等)放置场地、灌浆制作成套设备等。施工场地选择的适宜与否直接影响施工工程的进度和工程成本,因此需谨慎处理。一般需根据以下条件综合考虑选定:隧道的规模(即隧道的总长度、断面大小)及盾构机的形式;占地面积大小、地上交通、居住环境状况;土砂、建筑器材搬运作业的难易程度;竖井施工的难易程度(...  (本文共6页) 阅读全文>>

《筑路机械与施工机械化》2009年02期
筑路机械与施工机械化

盾构机反力架结构的设计及应用

0引言部分之间采用焊接方式「2一,具体结构如图1。6 000在城市地铁施工前期,盾构机需在隧道开挖面进行注浆喷锚强化处理,以增加断面强度,因而盾构机在初始掘进时反力作用很大,因而反力架的设计显得尤为重要。钢环部分支撑部分妻主梁部分预埋件部分1设计原则泣工冤到过乘卜二翼单位Inm反力架的设计依据盾构机始发掘进反力支承需要,按照盾构机掘进反向力通过22个千斤顶支承在隧道管片,隧道管片又支承在反力架的工作原理进行设计。设计外形尺寸不得与盾构机各部件及隧道洞口空间相干扰,同时要求结构合理,强度、刚度满足使用要求,加工方便,且单件便于运输{’。(a)反力架正视图(b)反力架侧视图图1盾构机反力架结构2结构设计本反力架分为钢环、反力架主梁、支撑和预埋件4个部分,前3部分之间通过螺栓连接,第2部分、第3部分、第4 2.1钢环部分钢环采用25#钢板和20#钢板作上下盖板,采用10#钢板作环筋焊接成箱型结构,内部加40#钢板作筋,考虑安装方便和满...  (本文共3页) 阅读全文>>