超大断面越江盾构隧道结构设计与力学分析

介绍了三车道公路超大断面越江盾构隧道结构的详细设计过程,包括内净空布置、衬砌结构形式与厚度、管片分块和幅宽以及拼装方式等;采用梁-弹簧模型模拟管片衬砌结构,并借助于有限元数值模拟方法进行了隧道结构的力学特性分析。结果表明:在不同的拼装方式下,管片衬砌结构的力学特性是不相同的;通缝拼装时,管片结构的变形较大,弯矩最小;错缝拼装则相反,轴力变化不大;同是错缝拼装,随着K块位置的不同,其力学特征也不相同。     

盾构隧道下穿机场的结构设计与施工沉降控制研究

随着机场为核心的城市综合交通枢纽、机场捷运系统的发展,地下结构下穿机场的工程逐渐增多。现以某机场捷运工程盾构下穿运营飞机滑行道为背景,对盾构隧道下穿机场的重点问题进行研究。通过对飞机荷载的合理等效计算,确定盾构埋深与飞机荷载取值的关系。结合工程实例,对下穿滑行道盾构管片进行受力分析并提出构造措施。研究盾构埋深及地层损失率对机场道面沉降的影响,总结控制盾构沉降的相关措施。     

重庆轻轨较新线大坪车站隧道结构设计

轻轨大坪车站隧道净宽达19.98m，为我国最大跨径隧道之一。该隧道位于繁华市区，属浅埋、超浅埋隧道。如何确保隧道及邻近众多建筑物的结构安全，为以后的相关地下工程设计、施工提供宝贵的经验，将有十分重要的意义。本根据重庆市的地层特点，结合大坪隧进车站段的地质及周围复杂环境，根据大拱脚薄边墙结构型式的受力特性及开挖方式，建立结构受力模型，并进行结构计算与分析，确定该隧道的结构支护参数。     

穿越水库底部的全封闭隧道结构设计

由于建设条件的限制，同江至三亚国道主干线福鼎至宁德高速公路上洋坪隧道与赤岭隧道均从水库下部穿越，通过精心勘察，设计与施工，已顺利地完成了建设任务，本在简要介绍高水位作用下的全封闭隧道衬砌的设计经验的同时，还重点对处于该种状况下作用在隧道结构之上的水压力计算方法以及如何对全封闭衬砌结构进行分析计算进行了讨论。     

地铁大直径盾构隧道管片结构设计计算研究

管片是盾构法隧道的重要组成构件,是控制隧道工程造价和隧道结构安全的重要因素。目前,内径6 m地铁盾构隧道管片在国内比较少见,本文简要介绍了该种管片的厚度、宽度、分块等结构参数、结构计算模型及计算方法,并以深圳地铁11号线某盾构区间为例,进行了数值模拟分析研究。结果表明:大直径盾构隧道管片的受力行为与常用的普通直径盾构隧道管片类似,结构配筋主要由裂缝控制,管片的某些特殊部位应加强配筋,已达到防止管片开裂的目的。     

侵入盾构隧道桩基人工挖孔处理技术

广州市轨道交通五号线猎-潭区间采用盾构法施工,其间要下穿猎德涌桥和马场路口18号人行通道等构筑物,18号人行通道共有19根桩基侵入隧道,通过多种方案比选,采用人工挖孔的方式对侵入隧道的桩基进行了破除处理,保证了人行通道的结构安全和盾构掘进施工的顺利通过。     

盾构隧道施工泥浆处理过程数据计算方法探讨

泥水处理是泥水盾构施工中非常关键的工序。如何在施工前期，甚至在投标阶段，利用地质参数确定泥浆处理系统过程数据，进而测算施工中所发生的费用十分关键。结合武汉长江隧道的泥水处理设备和地质情况，对盾构隧道泥水处理过程数据的计算方法进行探讨。     

盾构隧道地震系数法的抗震分析

地震荷载使盾构隧道的最不利荷载位置、大小与常时荷载都有所不同,这种变化在抗震设计中应该予以考虑。以成都地铁区间盾构隧道为例,采用地震系数法对不同地震烈度和不同埋深条件下的隧道进行数值模拟,分析了上覆土柱引起的水平地震力与侧压力增量对衬砌结构内力的影响;隧道的主要破坏形式。     

大跨度山岭隧道结构设计方法——结构承载能力法

新奥法是现阶段隧道设计施工的首选方法，但是由于它中提出一些比较合理的原则与概念，在实际应用时，特别是在结构设计过程中很难把握，如作为结构一部分的围岩怎样参与作用，算术对复合衬砌参数进行分析计算，如何将结构设计与新奥法的灵魂－监控量测统一起来等等。作为对大跨度山岭隧道设计的一种探索，本文指出：了解隧各部分结构的承载能力是做好新奥法设计与施工的关键，并从结构承载能力与新奥法设计、结构承载能力与奥法施工     

盾构法在城市地下共同管沟施工中的运用前景分析

对比介绍了地下共同管沟修建的几种常见施工工法的特点,对于穿越主城区干管或次干管或穿越江、河、海共同管沟建议采用盾构法施工;阐述了困扰盾构法施工在修建地下共同管沟中广泛应用的问题,并提出了解决问题的方法;分析了盾构法施工在城市地下共同管沟施工领域中的应用前景。     

棚洞结构模型试验研究

为了深入研究公路棚洞与边坡围岩体间的相互作用关系,应用基本相似模型试验,对不同边坡围岩条件、不同开挖坡率、不同回填体材料、不同边坡高度等组合情况进行试验。试验过程中,对回填体与边坡及棚洞结构间的接触应力、棚洞结构的表面应力、棚洞结构的位移等指标进行测试。模型试验结果表明,在相同边坡条件和棚洞结构条件下,土石回填相对于片石回填,棚洞结构的内力更大;相对于土质边坡,岩质边坡情况下棚洞结构受回填体材料的影响更大。     

地铁盾构支洞步进技术

在对以往盾构始发、盾构过站、盾构过钻爆段等施工方法及步进装置调查的基础上,结合重庆市会展中心交通工程礼嘉站-平场站区间和平场站-黄茅平站区间工程实际,对盾构小曲率半径、长距离步进方式及步进推力装置进行了较深入的研究,总结出一套安全、高效、适用于小曲率半径长距离盾构步进的施工新方法,有效减少了工程成本、缩短了盾构步进时间。     

长距离盾构法输水隧道设计要点及改进建议

结合上海青草沙水源地原水隧道工程的设计过程,探讨采用长距离盾构隧道建设大型原水输送隧道的适应性,解决长距离输水隧道工程设计过程中高内水压及防渗漏等问题,对设计实施过程中的一些技术要点提出改进的相关建议,为长距离输水隧道的设计提供一些更为合理和可行的措施。     

复杂地层长距离叠落大盾构隧道设计分析

以珠海兴业快线工程为依托,从抗浮、变形影响等方面对叠落隧道的竖向净距进行分析。结果表明:当竖向净距控制为0.5D(D为下部隧道的直径)时,上部隧道开挖对下部隧道的影响较小。根据有限元分析,上部隧道开挖时,土体卸载,对下部隧道管片受力有利。但这是一个动态的应力重分布问题,具有不确定性。     

盾构过江通道的行车速度与建筑限界论证

行车速度与建筑限界是盾构过江通道建设规模和运营安全的重要影响因素，以泰州过江通道为依托，并从隧道内的驾驶特性、交通安全、国内外实际情况、通行能力与工程造价等技术和经济的多个角度，对建筑限界的横向宽度进行对比论证，并结合实际交通组成，提出了泰州盾构过江通道的建筑限界与行车速度的可行方案。     

北京地铁大卵石地层采用开敞式盾构机施工的可行性

针对大卵石地层盾构施工的难点,从地质适用性、结构可维护性、自身性能特点、处理大卵石或孤石的优势、施工安全性与质量、施工速度等方面进行分析,阐述开敞式盾构机的可行性,给出了北京地铁开敞式盾构设计方案及施工工艺;针对大砂卵石地层中盾构施工,从掘进速度、经济特性、综合性能等方面对土压平衡盾构机与开敞式盾构机进行了对比,表明了在大卵石地层采用开敞式盾构机是值得考虑的。     

钢板-混凝土组合结构加固盾构隧道衬砌结构极限承载力足尺试验

提出钢板-混凝土组合结构加固盾构隧道衬砌结构的加固方法,该方法采用钢板作为加固材料,钢板与原衬砌结构的界面黏结采用栓钉、植筋、化学锚栓和钢纤维混凝土组合而成的物理界面黏结。其中,焊接于钢板表面的栓钉作为钢板与钢纤维混凝土之间界面的抗剪连接件,植入原混凝土衬砌内表面的植筋作为原混凝土与钢纤维混凝土之间界面的抗剪连接件,化学锚栓提供钢板与原混凝土之间的径向抗剥离力,而采用钢纤维混凝土作为钢板与原混凝土衬砌之间的填充材料,其具有良好的抗裂性能与耐久性。这种界面黏结形式相比传统盾构隧道加固方法中由环氧树脂形成的化学界面黏结,提高了界面的强度、延性以及耐火性,改变了传统盾构隧道加固方法中,结构破坏源自局部界面黏结脆性破坏的破坏模式。以通缝拼装盾构隧道为加固对象,对加固试件进行模拟上部堆载作用下考虑二次受力的整环足尺静力加载试验,分析结构整体的受力过程、破坏模式和极限承载力等,探究钢板-混凝土组合结构加固法对于提高结构受力性能的作用,并将试验结果与内张钢圈加固法进行比较。研究表明:采用钢板-混凝土组合结构加固法加固盾构隧道,保证了界面黏结的有效性,极限承载力状态下,界面黏结良好,使得加固材料与原混凝土衬砌结构能够共同工作,提高了各类材料(钢板、螺栓等)的利用率,结构整体破坏模式具有良好的弹塑性;相比于内张钢圈加固法,钢板-混凝土组合结构加固法的钢材用量减少了29.4%,而结构极限承载力提高了31.1%,结构延性增加501%。     

穿越紧邻隧道时盾构开挖面稳定性分析

当盾构近距离穿越邻近隧道时,由于存在既有隧道的刚度约束,隧道周围土体的破坏模式会受到既有隧道影响。考虑盾构近距离穿越紧邻已有隧道的特殊施工形式,构建三维弹塑性有限元计算模型,分析盾构处于不同位置时其开挖面失稳破坏形态、开挖面支护压力与盾构掘进位移之间的关系以及隧道上方地表沉降规律;基于极限平衡法,推导盾构近距离穿越紧邻隧道时开挖面极限支护压力变化模式,并对相关参数的敏感性进行验证讨论。研究结果表明:既有隧道的存在使得破坏区域受到抑制,沿开挖方向两滑动面不对称,靠近既有隧道的滑动面张开角比另一滑动面张开角小;随着楔形体倾斜角增大,相同内摩擦角条件下的开挖面支护压力不断增大,同时由于盾构掘进产生的土拱效应和盾构开挖面上方既有隧道的刚度约束,随着内摩擦角的不断增大,开挖面支护压力呈先增大后逐渐减小的抛物线形变化;相同参数条件下,盾构在黏性土层中掘进时,由于黏性土层中产生的土拱效应较弱,所需提供开挖面稳定的支护压力略大,开挖面支护压力较盾构在砂性土层中掘进时略大,随着埋深比的增加,维持盾构开挖面稳定的极限支护压力逐渐增大,且随着内摩擦角的增大,开挖面极限支护压力相应增大。研究成果可为类似盾构隧道工程建设提供一定的理论参考。     

小半径曲线地铁隧道盾构施工技术

针对上海市轨道交通9号线一期工程R413东西出入线的小半径盾构隧道施工的综合难题,采用数值模拟分析、文献调研等方法,对盾构机选择、管片选择、管片壁后注浆加固、临时纵向加强肋、加强螺栓复紧、盾构推进轴线预偏、盾构测量与姿态控制、盾构施工参数选择、土体损失及二次注浆、盾构纠偏量及盾尾与管片间的间隙控制等问题进行研究,并提出详细的施工和设计措施;进而对盾构进入缓和曲线后,盾构卡壳、盾尾管片外弧面碎裂、盾尾衬砌管片角部碎裂等施工难题给出解决措施,保障了小半径盾构隧道施工的顺利进行,对今后类似工程施工有一定的借鉴作用。