盾构隧道通缝拼装管片上浮的数值模拟分析

盾构隧道在施工阶段拼装管片的上浮问题一直是困扰地铁隧道施工的技术问题.应用有限元数值方法,模拟分析盾构管片结构设置和衬砌背后注浆造成管片结构和周围地层的位移变化特征,探讨盾构隧道上浮的变化规律.模拟结果表明,盾构隧道管片在壁后浆液的浮力作用和土体应力的共同影响下,应力相对集中的区域出现在与X轴夹角约45°的位置,模拟管片的上浮量约38mm,与现场实测结果比较接近.     

盾构隧道通缝拼装管片错台的监测研究

随着盾构法隧道施工技术的发展和众多问题的解决,管片错台引起的管片开裂、拼装困难和防水隐患等问题对施工和运营的影响日益凸显.以上海轨道交通二号线西延段盾构隧道工程为背景,对盾构推进过程中管片错台进行现场监测,并对监测数据进行了计算、作图和比较分析,进而得到错台发生和发展规律,以及错台和顶力等因素之间的关系,为消除盾构隧道管片在推进过程中的错台,确保施工精度,提高工程质量提供了依据.     

盾构隧道通缝拼装管片错台的监测研究

随着盾构法隧道施工技术的发展和众多问题的解决,管片错台引起的管片开裂、拼装困难和防水隐患等问题对施工和运营的影响日益凸显。以上海轨道交通二号线西延段盾构隧道工程为背景,对盾构推进过程中管片错台进行现场监测,并对监测数据进行了计算、作图和比较分析,进而得到错台发生和发展规律,以及错台和顶力等因素之间的关系,为消除盾构隧道管片在推进过程中的错台,确保施工精度,提高工程质量提供了依据。     

盾构隧道施工阶段管片上浮的力学分析

 盾构隧道衬砌管片在施工阶段处于复杂的受力状态,易出现管片错台、整体上浮等现象。对盾构隧道施工阶段管片注浆段进行受力分析,考虑静态上浮力和动态上浮力,分别分析其作用机制,提出上浮阶段的衬砌环受力模型及计算公式。针对盾构隧道衬砌环在正常设计状态与上浮状态下的受力不同,采用修正惯用法衬砌设计理论分别对其进行内力计算,并将计算结果进行对比分析。结果表明：上浮状态下管片的弯矩值、剪力值和轴力值分别比正常设计状态下的管片内力增加64%,51%和46%,表明隧道上浮对管片受力不利。其中施工阶段动态上浮力对管片的受力影响非常大,超过静态上浮力,必须对其进行合理控制,防止压裂管片。     

盾构隧道管片上浮机理分析及控制研究

管片上浮是盾构隧道施工过程中普遍存在的问题。本文针对北京地铁亦庄线盾构隧道施工过程中出现的管片上浮问题,提出了施工、设计过程中控制管片上浮的对策和措施,为盾构隧道的施工和设计提供了参考。     

湛江湾跨海盾构隧道管片现场监测试验研究

湛江湾隧道是目前国内最深的跨海盾构隧道,施工及运营期间承受海底60 m的水头压力。结合现场环境条件进行跟踪测试,成功监测到管片外部的水压力、土压力、管片内部钢筋应力和管片间接触应力,对隧道盾构施工松动区的范围、管片混凝土的结构应力进行计算分析,为及时了解工程结构的安全状态、指导安全施工提供实测参数;自创一种盾构隧道管片外部渗压计的安装方法并取得成功,在其他传感器的安装方法上也有所创新;监测成果显示,海底土层盾构工程中,结构外荷载主要以水压力为主,即使在渗透系数小的黏土层中,其外部荷载仍表现以水压力为主的特征。监测方法和成果可为今后沿海软土地区盾构隧道的监测、设计和施工提供重要参考。     

基于BIM技术盾构隧道管片自动拼装研究

针对盾构隧道管片建模效率低、精细化程度不足且施工困难等问题,现有研究基于BIM技术对盾构隧道管片进行了参数化建模研究,但参数化自动生成模型的二次开发技术尚不成熟。本文建立通用管片的参数化建模流程,通过Civil3D软件进行盾构区间三维轴线设计,并基于Revit开发Dynamo插件实现区间管片全过程的自动拼装,通过将模型、数据及现场实景照片等信息上传至BIM协同管理平台,实现施工阶段的信息集成管理,为运营期工程维护提供数据支持。通过太原市轨道交通2号线样板区间的工程实践,验证了参数化建模流程的可操作性及二次开发插件的实用性。研究结果表明,隧道管片自动拼装技术能有效提高盾构隧道管片建模速度,实时数据采集与协同管理平台应用可提高项目信息集成化管理水平,为推进BIM技术在隧道管片建模中应用起指导作用。     

矩形盾构隧道管片拼装方法的研究

管片拼装是盾构隧道施工中的一项重要工序,但其对于矩形盾构隧道的难度比圆形隧道更大.在研究分析国外矩形盾构隧道管片拼装方法的基础上,讨论了采用悬臂起重机式管片拼装机、采用2台回转式管片拼装机和采用轨道式管片拼装机等不同管片拼装方法的优缺点,为国内矩形盾构隧道管片拼装技术的研究提供参考和指导.     

盾构隧道管片拼装质量问题分析及对策

结合天津地铁靖江路站—成林道站区间盾构隧道右线出现的管片拼装质量问题,将盾构隧道管片缺陷问题分为管片破损、管片错台和管片渗漏水3类,分析了造成管片缺陷的原因,并提出了针对性的改进措施,有效解决了管片拼装质量差的问题,对类似盾构隧道的施工具有指导和参考意义。     

潮位变化对海底盾构隧道荷载影响的现场监测分析

对海底隧道管片外部荷栽及同时期的潮位进行了监测,分析了潮位变化与管片荷载之间的定性定量关系.定性关系分析了二者之间的变化趋势,对高低潮位差与同时刻管片断面不同位置的荷栽差进行了定性判断;定量关系分析了潮位差与荷载差的定量关系,给出了拟合方程,并对考虑潮位之后的管片外部荷载理论值与实测值进行了分析,对管片设计时荷栽的设定...     

软土地铁盾构隧道环缝张开可靠度分析

软土地铁盾构隧道运营后，受各种内外部因素影响，隧道产生较大的不均匀沉降，进而产生不同程度的环缝张开,严重影响运营安全。在综合考虑隧道衬砌几何尺寸、纵向曲率半径及沿隧道纵向抗压抗拉刚度比基础上,同时考虑认识不确定性及随机不确定性，通过区间Monte Carlo抽样模拟计算环缝张开的失效概率区间。讨论了环缝失效概率随不同纵向曲率半径及衬砌环沿隧道纵向不同抗压抗拉刚度比的变化情况，定量化的得到两者在一定失效概率区间下的控制范围。为地铁运营养护决策的制定、优化结构和防水设计提供依据。     

盾构隧道已开裂管片的受力变形特性

结合广州地铁某已运营的盾构区间隧道现状,通过采用三维Goodman单元来模拟管片已存在的裂缝,对盾构区间隧道已开裂管片的裂缝深度变化对管片结构造成的影响进行了分析,同时也对侧向土压力、地基弹簧系数以及地下水位等几种重要因素对管片受力变形特性的影响进行了评估。研究表明,随着裂缝深度的增加,管片砼的拉应力、压应力虽然达到最大值,但变化幅度并不大。但当裂缝接近径向贯通的时候,钢筋的拉应力值会大大增加,有可能超过允许值。同时,在盾构管片存在既有裂缝的情况下,盾构管片的最大拉应力值、水平和竖向收敛值、竖向沉降值均随侧向土压力系数、地基弹簧系数的减少而增大,同时随地下水位埋深的增大而增大。根据研究结果,对该区间隧道盾构隧道的裂缝等病害采取了针对性修复措施,目前无新的裂缝出现,总体处于稳定及安全的状态。     

盾构隧道管片设计参数的灵敏度分析

在我国目前的工程实际应用中 ,盾构隧道的设计多采用将管片考虑为均匀刚度的环来进行结构计算。由于国内目前尚无统一的盾构隧道设计规范 ,无论在荷载条件还是结构模型的取值中均存在一定的随意性。针对这一现状 ,本文对设计中的关键参数进行了灵敏度分析 ,明确了围岩条件、结构条件对设计计算结果的影响 ,提出了设计取值的一些原则     

盾构隧道管片及纵向接头力学性能数值模拟研究

管片接头作为盾构隧道衬砌结构的薄弱部位,其力学行为直接反映隧道结构整体受力性能。考虑到接头由相邻管片连接而成,本文首先选用非线性有限元法对单个管片的静力响应开展研究,并与文献试验结果对比以验证数值模型。借此模型分析了混凝土剪胀角、拉压损伤行为等对管片结构力学行为影响。在此基础上,依托文献中管片纵向接头静载试验,详细地考虑了接头构造及接头处的相互作用,建立相应模型模拟试验加载过程,同时将数值分析结果与实测试验结果的破坏模式对比分析。基于提出的有限元模型,进一步研究了管片纵向接头力学特性随各关键因素变化规律,包括接头外侧间隙、螺栓倾斜角度及伸入管片长度、接缝两侧密封垫弹性模量和厚度,以及螺帽与手孔混凝土间初始接触状态。获得不同工况下接头挠度、接缝变形及接头转角等变化规律。     

盾构隧道管片接头三维有限元分析

钢筋混凝土管片作为盾构隧道最基本的结构单元,其承载力影响管片环的整体性能。接头对管片环有削弱作用,使得对接头力学行为的分析显得尤为重要。通过对盾构隧道管片接头进行精细的三维有限元分析,得到接头的极限荷载及极限荷载下的应力、裂缝分布。研究发现,正弯矩作用下的接头强度取决于接头的局部强度;接头极大降低了管片环的整体承载能力;螺栓等连接件与管片混凝土之间的强度匹配也影响了管片接头强度。     

大型盾构隧道结构健康监测系统设计研究

为了保证隧道施工过程和长期运营的结构安全,针对隧道结构形式、施工方法和所处环境等工程特点,设计和实施隧道结构健康监测系统(TSHMS)是保障结构安全的主要方法之一。根据南京长江公路隧道建设条件复杂的工程特点和长期运营安全监测的需要,通过对各种传感测试技术的比较研究,采用以光纤传感测试技术为主的长效监测技术实现长期监测,研究大型盾构隧道结构健康监测系统的设计研究方法。通过总结设计研究过程的主要成果,为同类盾构隧道结构健康监测系统实施提供参考和借鉴。     

TBM施工中管片接缝错台控制措施初探

结合新疆大阪隧洞工程施工实例,对采用"全断面双护盾硬岩掘进机(简称TBM)"施工的隧洞,如何控制管片的错台进行了探讨并提出了有效措施,以期对其它采用TBM施工的工程在设计、施工方面提供借鉴,从而达到提高我国TBM施工质量的目的.