收藏本站
收藏 | 论文排版

软土盾构隧道施工期上浮机理分析及控制研究

叶飞  
【摘要】: 盾构隧道施工中,对于刚脱离盾尾的管片,经常会出现局部或整体上浮,已经被众多的工程实际所证实。表现为管片错台、裂缝、破损,乃至轴线偏位等现象,尤其是在穿越河底浅覆土时,该问题尤为突出,已经引起了一定关注。本文主要针对施工期盾构隧道存在的上浮问题产生机理及控制计算展开研究: 提出将盾构管片上浮力分为“静态上浮力”和“动态上浮力”。“静态上浮力”是由泥浆、注浆浆液或者地下水包裹管片,造成局部管片浸泡在液态环境中,从而产生的上浮力;“动态上浮力”是伴随着盾尾管片壁后注浆的施工过程而产生的可能引起管片上浮、局部错台、开裂、压碎或其他破坏形式的力。分析研究了注浆浆液在管片壁后的扩散过程。将管片壁后注浆的扩散过程归纳为充填注浆、渗透注浆、压密注浆及劈裂注浆等4个阶段。认为渗透注浆和压密阶段是对管片产生注浆压力,形成动态上浮力的主要阶段。 通过引入等效孔隙率替代土体本身的孔隙率,即将管片脱离盾尾后形成的建筑间隙折算为土体本身的孔隙率,来考虑建筑间隙的影响,分别基于magg球面扩散公式和柱面扩散公式,在假定半球面扩散和弧面扩散的前提下,对盾构隧道壁后注浆的渗透范围及因注浆而对管片造成的注浆压力进行了理论推导,得到了考虑建筑间隙影响的浆液扩散半径及对管片产生的压力大小计算式。实例分析表明,盾构隧道壁后注浆浆液的扩散半径及对管片产生的压力与注浆压力、注浆时间、浆液粘度、土体渗透率、建筑间隙厚度、注浆管半径等众多因素有关。并针对具体工程实际,通过给定部分施工和土性参数,讨论了盾构隧道壁后注浆的扩散半径及对管片产生的压力与各影响因素之间的关系。 提出了“局部抗浮计算模式”——研究一块(数块)或一环(数环)管片在上浮力的作用下,管片、螺栓,乃至上覆土对其上浮的影响。并分别从单一管片抗浮角度和整环(或数环)管片抗浮角度提出了管片局部抗浮计算的计算式。单一管片抗浮计算式是针对上浮力(主要是因注浆产生的动态上浮力)集中于局部管片背部,产生了较大集中力,进而可能造成单块管片出现错台的抗浮验算;整环管片错动分析计算式是将动态上浮力考虑作用于整环管片(主要是刚脱离盾尾的管片),考虑该环在动态上浮力作用下的受力和与上覆土的作用效应。 提出了“纵向整体抗浮计算模型”——将已拼装成型管片纵向考虑为一整体,将其简化为一纵向长梁,考虑该梁在上浮力的作用下,简化梁与地层总体的受力和变形性能。在纵向总体计算模型中,将横向刚度有效率及横向刚度影响系数引入到纵向等效抗弯刚度的分析计算中,推导了考虑横向刚度有效率的纵向等效抗弯刚度计算式,从而初步将纵向刚度的分析与横向刚度的变化统一起来,进而也说明了盾构隧道纵、横向抗弯刚度的相关性和匹配性。实例分析表明:盾构隧道横向抗弯刚度的大小与纵向等效抗弯刚度关系密切,表现为同方向变化,即纵向抗弯刚度随横向抗弯刚度的增大而增大。并利用三维有限元模型对施工期盾构隧道的上浮特性进行了数值模拟。 最后,对存在问题和进一步研究的方向进行了简要讨论。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 段创峰;;新型盾构接收自适应密封装置研究与应用[J];中国市政工程;2012年04期
2 郭宏宇;杨海东;;下坡盾构到达段上浮原因及措施[J];现代隧道技术;2010年02期
3 覃涛;张伟;;有限空间内盾构隧道的施工变形规律研究[J];四川建材;2019年12期
4 丁正全;;考虑横、纵向不规则的大型盾构隧道横通道抗震分析[J];公路交通科技(应用技术版);2017年04期
5 丁正全;;考虑横、纵向不规则的大型盾构隧道横通道抗震分析[J];铁道建筑技术;2017年06期
6 张雄波;;盾构隧道下穿既有桥梁施工技术[J];工业设计;2015年07期
7 王淼;;大体积覆土开挖卸载对盾构隧道的变形影响[J];开封大学学报;2011年03期
8 李晓军;朱合华;郑路;;盾构隧道数字化研究与应用[J];岩土工程学报;2009年09期
9 陈强;郑余朝;;三孔并行盾构隧道设计和施工的对策措施[J];四川建筑;2007年02期
10 刘善福;;京张高铁大直径盾构隧道下穿城市道路的沉降分析[J];四川建筑;2021年06期
11 龚兴旺;龚伦;钟建;徐靖威;;双线盾构隧道侧穿对高铁桥梁桩基的影响研究[J];铁道建筑技术;2021年12期
12 张毫毫;雷明锋;刘凌晖;李玉峰;唐钱龙;王立川;;新建隧道下穿施工对既有上卧盾构隧道扰动影响规律研究[J];铁道科学与工程学报;2020年02期
13 周智;;花岗岩地层大直径盾构长距离空推技术难点与应对[J];广东土木与建筑;2022年01期
14 崔庆龙;;岩溶地层盾构施工引起地表沉降的规律及预测研究[J];现代隧道技术;2021年S2期
15 谢铁军;刘珍;杨果林;徐浩栋;吕涛;;特定沉降阶段的盾构隧道地表沉降研究[J];水利与建筑工程学报;2021年01期
16 王程;汤鹏;庄海洋;杨明;;考虑错缝拼装的过江大直径管廊盾构隧道抗震性能研究[J];自然灾害学报;2021年01期
17 梁超强;葛忻声;赵娟;甄正;张军;;盾构下穿浅基础建筑的沉降规律分析[J];太原理工大学学报;2021年02期
18 李晓东;;软弱地层盾构隧道侧穿房屋基础沉降问题研究[J];低碳世界;2021年04期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 董淑棉;;热力盾构隧道内固定支架数值分析[A];2011中国盾构技术学术研讨会论文集[C];2011年
2 洪开荣;;我国盾构隧道发展中的几个问题[A];城市地下空间开发与地下工程施工技术高层论坛论文集[C];2004年
3 闫治国;朱合华;;盾构隧道抗爆裂复合耐火管片研究[A];面向低碳经济的隧道及地下工程技术——中国土木工程学会隧道及地下工程分会隧道及地下空间运营安全与节能环保专业委员会第一届学术研讨会论文集[C];2010年
4 周政;方依文;王海涛;郑仔弟;;盾构隧道穿越建筑群施工技术[A];2009中国城市地下空间开发高峰论坛论文集[C];2009年
5 刘昊;;盾构隧道下穿建筑物的沉降控制技术[A];2011中国盾构技术学术研讨会论文集[C];2011年
6 雷中华;;瓯江水下盾构隧道主要工程地质问题分析评价[A];第九届全国工程地质大会论文集[C];2012年
7 马龙祥;张冬梅;;软土盾构隧道稳定渗流分析[A];第二届全国工程风险与保险研究学术研讨会暨中国土木工程学会工程风险与保险研究分会第一届第三次全体理事会论文集[C];2012年
8 何伟;;盾构隧道的抗震研究方法与措施[A];2012年中铁隧道集团低碳环保优质工程修建技术专题交流会论文集[C];2012年
9 付军;严新平;刘胜春;;盾构隧道健康监测分析与研究[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
10 张亚果;;超高水压复合地层盾构隧道建设关键技术研究及成果应用[A];水下隧道建设与管理技术论文集[C];2013年
11 赵晓周;黄建忠;陈纬岳;陈新恭;黄干佑;张维舜;马良俊;;盾构隧道邻近施工风险管理[A];第十三届海峡两岸隧道与地下工程学术及技术研讨会论文集[C];2014年
12 徐凌;黄宏伟;臧小龙;;盾构隧道环缝接头变形研究[A];中国土木工程学会第十一届、隧道及地下工程分会第十三届年会论文集[C];2004年
13 张凤祥;朱合华;傅德明;丁文其;;降低盾构隧道造价的技术途径[A];中国土木工程学会第十二届年会暨隧道及地下工程分会第十四届年会论文集[C];2006年
14 付文生;夏斌;罗冬梅;;盾构隧道超近距离穿越楼房桩基的沉降与位移分析[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(二)[C];2008年
15 陶俊;;盾构机在煤矿的应用研究[A];川、渝、滇、黔、桂煤炭学会2018年度学术年会(重庆部分)论文集[C];2018年
16 麻成标;向奇志;;国产首台铁路大直径盾构机在铁建重工成功下线[A];高速铁路与轨道交通(机构版)[C];2015年
17 付琴;胡树兵;;盾构机刀片磨损失效分析[A];2015年全国失效分析学术会议论文集[C];2015年
18 付嵩岩;;浅谈盾构下穿密集建筑群施工措施[A];智慧城市与轨道交通2016[C];2016年
19 尹伟伟;;浅谈小半径盾构接收施工[A];智慧城市与轨道交通2016[C];2016年
20 温法庆;张立泉;郭军刚;;浅析盾构施工管理及人才培养[A];智慧城市与轨道交通2016[C];2016年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 叶飞;软土盾构隧道施工期上浮机理分析及控制研究[D];同济大学;2007年
2 梁荣柱;软土盾构隧道掘进环境效应及其邻近开挖响应研究[D];浙江大学;2016年
3 王兴;盾构隧道变形光纤监测关键技术与应用研究[D];南京大学;2017年
4 余莉;苏州软土地层小净距隧道盾构施工交互影响机理研究[D];中国地质大学;2015年
5 贾勇;盾构施工地层变形实测与三维数值模拟及参数分析[D];天津大学;2010年
6 严长征;盾构隧道近距离共同作用机理及施工技术研究[D];同济大学;2007年
7 潘茁;盾构施工全过程引起的土体扰动与分层沉降特性研究[D];中国矿业大学(北京);2016年
8 马可栓;盾构施工引起地基移动与近邻建筑保护研究[D];华中科技大学;2008年
9 胡国良;盾构模拟试验平台电液控制系统关键技术研究[D];浙江大学;2006年
10 石茂林;盾构机实测数据建模方法及其应用研究[D];大连理工大学;2020年
11 丁智;盾构隧道掘进对邻近建筑物影响及变形预测研究[D];浙江大学;2014年
12 张远荣;盾构过富水砂层对环境影响的分析研究[D];中国铁道科学研究院;2011年
13 张文萃;软土地层盾构隧道通用环管片排版纠偏应用技术及施工监控研究[D];西安建筑科技大学;2016年
14 肖明清;大型水下盾构隧道结构设计关键问题研究[D];西南交通大学;2014年
15 胡祥涛;土—盾构相互作用研究及推进载荷规划[D];华中科技大学;2012年
16 贾嘉陵;湿陷性黄土地层盾构施工引发地层变形特性研究[D];北京交通大学;2008年
17 郭瑞;盾构隧道管片衬砌结构稳定性问题研究[D];西南交通大学;2014年
18 吴惠明;地面出入式盾构隧道结构变形特性及控制研究[D];上海大学;2014年
19 孙统立;多圆盾构施工扰动土体位移场特性及其控制技术研究[D];同济大学;2007年
20 白永学;富水砂卵石地层盾构施工诱发地层塌陷机理及对策研究[D];西南交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 徐冬健;盾构隧道沉降数值模拟[D];北京交通大学;2009年
2 苏运河;停机保压工况下盾构隧道上浮机理研究[D];中国矿业大学;2020年
3 李丞文;高烈度区行波效应下盾构隧道动力响应分析[D];云南大学;2016年
4 李东升;盾构施工所引起的建筑沉降[D];兰州交通大学;2013年
5 赵权威;盾构下穿京广线郑州站的地表沉降预计及控制技术研究[D];中南大学;2011年
6 赵书银;大坡度小半径重叠盾构隧道修建技术研究[D];上海交通大学;2010年
7 郭沈凡;盾构隧道精密定位导向技术的研究[D];河海大学;2005年
8 王伟龙;盾构设备安全监控及核心部件健康状态评估研究[D];上海应用技术大学;2021年
9 常成;盾构施工安全适应性分析系统中的盾构机模型构建[D];华中科技大学;2020年
10 苏东;盾构机多功能始发平台关键技术研究[D];郑州大学;2021年
11 刘肖楠;盾构机掘进过程姿态建模与控制研究[D];江西理工大学;2020年
12 王卓;盾构隧道拼装质量管控研究[D];暨南大学;2020年
13 胡娟;盾构机姿态对组合施工管片受力的影响研究[D];武汉工程大学;2016年
14 谢友慧;斜井盾构机姿态问题与调整技术研究[D];西南交通大学;2017年
15 徐桢;天津市地铁五号线盾构施工地表沉降安全性分析与对策研究[D];中国民航大学;2015年
16 阮剑平;盾构施工对地表沉降的影响研究[D];安徽建筑大学;2016年
17 李怡哲;盾构施工沉降演化规律及其控制研究[D];武汉工程大学;2016年
18 刘少楠;郑州地铁5号线盾构施工对地表民用建筑沉降影响研究[D];河南工业大学;2016年
19 张建毅;盾构施工引起地层变形的机理与数值模拟研究[D];中国矿业大学;2015年
20 张宁;基于盾构选型与沉降分析的无锡地铁施工关键技术研究[D];石家庄铁道大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 记者 丁莉 通讯员 黄鹤;轨道交通2号线东延工程进入盾构施工阶段[N];长春日报;2020年
2 记者 王世宁;我省首台出口盾构机在芜湖下线[N];芜湖日报;2021年
3 本报记者 杨凌;力保盾构机按原计划起运[N];河南日报;2021年
4 记者 林文婧 实习生 辛焕泉;量身定制盾构机 地下掘进“软硬通吃”[N];福州日报;2021年
5 通讯员 扈吉新 记者 许丛军;江苏首个大盾构基地落户通州湾[N];南通日报;2021年
6 顶端新闻·河南商报记者 赖海芳;中国移动为盾构机装上“智慧大脑”[N];河南商报;2022年
7 本报记者 李博;东六环改造盾构施工进入关键期[N];北京日报;2022年
8 记者 刘薇;“京华号”盾构机成功穿越副中心站[N];北京城市副中心报;2022年
9 洛报融媒记者 陈曦 通讯员 余柯;“洛阳创新”助力国产盾构机用上“中国心”[N];洛阳日报;2022年
10 本报记者 刘薇;盾构司机的十二小时[N];北京城市副中心报;2021年
11 湖南日报全媒体记者 曹娴 通讯员 胡清;中国盾构“大”不同[N];湖南日报;2022年
12 晋帅妮 赵桂军 高玉芳;“龙城1号”盾构机1号线再显身手[N];山西日报;2022年
13 本报通讯员 谢永彬;隧道深处驯“巨龙”[N];工人日报;2022年
14 记者 范德全;盾构机即将开启穿海之旅[N];东莞日报;2022年
15 记者 王亮 通讯员 戴雅琴;湖南在建最长电力盾构隧道第三区间洞通[N];湖南日报;2021年
16 驻湖北记者 阎友华 通讯员 郑玮 袁亮;国内最大单管双层盾构隧道开始施工[N];中国建材报;2021年
17 四川日报全媒体记者 王眉灵;成自高铁开始盾构施工[N];四川日报;2021年
18 湖北日报全媒记者 林晶 通讯员 郑玮 袁亮 刘福昌;“超前物探”让五层楼高的盾构机精准掘进[N];湖北日报;2021年
19 记者 王文 通讯员 黄荣;“星盛号”盾构机驶出江中断裂带[N];湖南日报;2021年
20 通讯员 董加懿 李银兵;世界首座磁浮盾构隧道开始掘进[N];中国铁道建筑报;2021年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978