地下综合管廊不同断面形式的受力对比分析

采用数值模拟方法对地下综合管廊不同断面形式的结构受力性能展开研究。结果表明：对于容纳管线能力接近而断面形式不同的地下综合管廊,矩形断面最大弯矩出现在角点部位,而圆形断面弯矩峰值主要集中在拱顶和拱肩处;圆形断面的最大弯矩和轴力要明显小于矩形断面,圆形断面的结构受力较矩形断面更均匀,可以极大地减小钢筋用量,节约建设成本。     

大口径排水管道优化设计研究

大口径排水管道在城市排水系统中的应用越来越广泛,为此从水流状态、断面形式、构造比例、结构受力、工程造价、方便施工等方面对大口径排水管道的优化设计进行了探讨。通过研究不同水流状态对流量的影响得出,在过水断面面积一定的情况下,减小湿周可以增大流量;通过对圆形断面与矩形断面在不同充满度条件下流量的比较,综合考虑施工及造价因素得出,对于大口径排水管道,矩形断面优于圆形断面。另外,以矩形水力最优断面为基础,从形式选择、构造比例、结构受力与造价的关系等方面,以单位流量造价为目标,对单孔箱涵和双孔箱涵进行了优化设计,并提出了大口径管道设计的相关建议。     

设备材料

正国内首台自主知识产权类矩形盾构顺利始发2015年11月30日,由隧道股份上海隧道工程有限公司研制的类矩形盾构"阳明号"在宁波轨道交通3号线工地顺利始发。这是中国第一台自主知识产权的类矩形盾构,也是目前世界最大断面的土压平衡类矩形盾构。与传统圆形盾构施工一次推进只能成形一条隧道不同,这台断面为11.83 m×7.27 m的土压平衡类矩形盾构开掘出的隧道可容纳一来一去2条地铁线,极大地节省了工期,并高效地利用了地下空间,     

类矩形盾构法隧道在宁波轨道交通建设中应用

类矩形盾构法隧道在断面空间利用率上存在较大优势,在相同覆土下,较圆形隧道更具有适用性,但因其结构受力和变形、盾构机推进控制、矩形管片拼装等技术难题,未能得到有效发展。以宁波市轨道交通L3一期出入段线矩形盾构隧道工程试验段为背景,通过类矩形盾构隧道结构、设备、施工综合技术的整体研发,给出类矩形盾构法隧道技术体系合理的研究方案和部分科研成果展示,最终实现独立自主从设计、装备、施工一体化开发类矩形盾构法隧道技术体系,为矩形盾构法隧道建设的进一步开展提供技术支撑。     

软土层中类矩形盾构掘进施工引起地层竖向变形实测与分析

 类矩形盾构断面形状、机械配置与圆形盾构的差异必然引起地层变形规律有所不同,以国内首例软土层中类矩形盾构地铁隧道工程为背景,依据现场实测地表变形、土体分层沉降数据,分析类矩形盾构隧道施工引起地层竖向变形的基本规律,并结合变形机制对施工控制提出建议。结果表明：类矩形盾构施工引起地表沉降最大值约50 mm,开挖面前方影响范围约20 m;地表竖向位移随时间发展呈现出缓慢沉降(隆起)、急剧隆起、快速沉降、平稳沉降4个阶段,沉降主要发生在盾构通过后,由软土地层受扰动后固结引起。地层竖向变形主要受土仓压力、盾尾注浆、盾构姿态等因素的影响,其中,盾构掘进姿态控制是盾构两侧土体竖向位移方向相反的主要原因,盾构姿态对周围地层变形影响比单圆盾构更显著。     

大断面矩形盾构机的工程应用

矩形隧道断面相较于圆形隧道断面具有空间使用率高、可进行浅覆土施工的特点。但由于现代隧道的矩形断面结构正朝着大截面、长距离、曲线的方向发展,以往的矩形顶管施工已越来越难满足日益增加的大矩形断面结构施工需求,故矩形盾构隧道法施工应运而生。以上海虹桥临空11-3地块地下连通道工程为背景,对大断面矩形盾构设备进行了介绍,并对矩形盾构法隧道推进施工中的土压力管理、侧向偏转控制技术进行了阐述,可为类似工程提供借鉴。     

六边形管廊及组合结构的受力变形特性研究

提出一种仿蜂巢结构的正六边形管廊断面及组合形式,采用数值计算的方法分析六边形单舱及多舱管廊受力变形特性,结合工程案例对比圆形隧道及矩形管廊,分析六边形四舱和七舱管廊的受力变形特性,对单舱及多舱六边形管廊进行结构优化,评价其在受力变形和经济性方面的优劣。结果表明,六边形管廊的受力性能优于矩形管廊,空间利用率优于圆形隧道。净面积相同时,六边形多舱管廊节省混凝土用量,具有结构性及经济性优势。     

我国矩形掘进机隧道施工技术发展与应用

1 概述 1825年,英国伦敦泰晤士河下首次采用盾构法掘进道路隧道,断面为11.6 m×6.4 m的矩形.但由于圆形断面具有结构受力好、易拼装、施工方便等优点,以后的盾构法隧道99%采用圆形.近20年来,日本在矩形、椭圆形、马蹄形等异形盾构隧道技术上开发应用了许多新工法.     

结构参数对异形断面盾构隧道管片力学特性的影响研究

为研究设计参数对矩形盾构隧道装配式衬砌结构受力的影响,采用ANSYS有限元软件,建立了矩形盾构隧道装配式衬砌内力计算的梁-弹簧模型,探讨了断面形式、分块数量、管片厚度和接头刚度对管片内力的影响规律。计算结果表明:4种典型矩形盾构隧道结构断面形式中,类椭圆和曲墙曲拱断面的异形断面断面受力状况较优。不考虑接头位置,仅分块数量的改变对管片内力的影响相对较小。随着管片厚度的增大,管片的内力均有所增大,管片厚度的改变对剪力影响最明显,对轴力的影响小。接头刚度的改变对管片弯矩和剪力的影响明显,对轴力的影响较小,接头刚度的影响呈现明显的区段性,在接头刚度较小时变化较快,之后变化趋于平缓。     

马蹄形盾构隧道结构内力现场测试

以白城马蹄形盾构隧道为背景,对管片结构内力进行了监控量测,总结了马蹄形管片结构内力的分布特征及其内力随时间的变化规律,将不同埋深断面的内力值进行了对比,并将实测内力与设计内力值进行了对比,得出结论如下:(1)摸清了马蹄形盾构管片结构内力分布特征;(2)管片拼装,同步注浆及脱出盾构等施工过程中,管片结构内力受施工荷载影响显著,因此,要注重对施工荷载的控制,以减少对管片结构的不利影响;(3)深埋断面实测内力值整体小于中埋断面,与设计较为一致,验证了设计的合理性;(4)各埋深断面的实测内力值显著小于相应的设计计算值,表明管片结构的设计是安全可靠的。     

昆明某下穿隧道方案研究

以昆明广福路下穿隧道为工程背景,结合圆形与矩形盾构隧道方案研究,介绍了矩形盾构隧道的优缺点及其施工工艺。与圆形盾构隧道相比,矩形隧道埋深浅、空间利用率高、开挖面积小,能更好地保护地下空间资源,降低综合成本。矩形盾构隧道常用的施工工艺有偏心多轴式(DPLEX)盾构、摆动型盾构(WCS)、MMST工法、以及大断面矩形隧道现浇衬砌同步施工技术等。     

适应类矩形盾构同步注浆工艺的浆液材料研究

类矩形盾构的顶部和底部建筑空隙呈水平状,浆液注入的流淌性、充填率和均匀性都较圆形隧道不利。同时,在大断面工况下,同步注浆易引起地表变形,进而引起隧道变形。本文针对类矩形盾构同步注浆施工特点,对同步注浆材料的性能指标进行了分析与理论研究,并对浆液配比进行了设计与室内实验研究。     

南方地区市中心城区管廊盾构施工对周边复杂环境的影响及处理措施

目前,国内很多城市都在进行地铁、管廊、大断面过江隧道施工,施工中大多采用盾构施工工艺。盾构工艺具有速度快,质量稳定,安全性好等诸多优点。然而,盾构施工也可能造成周边地面下沉,地面建构筑物倾斜、坍塌。对某市地下综合管廊盾构下穿老旧房屋建筑群施工中对周边环境的影响及处理措施进行研究,总结其有效控制地表沉降、水土流失、地面建筑物沉降及倾斜,避免盾构施工过程中对周边环境造成多次伤害,确保盾构施工安全通过城市老旧建筑群及保证周边环境无异常现象发生的工作经验,以期为工程技术人员提供有益的参考。     

类矩形土压平衡盾构施工附加应力分析

 采用弹性力学Mindlin解,考虑刀盘正面附加推力和不均匀壳体摩阻力,分析类矩形盾构施工引起的土体附加应力。结果表明,类矩形盾构掘进引起的附加应力具有区域特征,刀盘前方土体受压,后部土体受拉。与双圆盾构、大直径圆形盾构相比,类矩形盾构掘进引起的附加应力较小,接近大直径圆形盾构,有利于土体扰动控制。研究结果可为类矩形盾构施工地下管线保护、地层扰动控制及“单洞双线”地铁隧道盾构选型等提供参考。     

南京长江隧道浦口深基坑信息化施工与分析

以南京长江隧道浦口深基坑工程为例,介绍了深基坑工程施工安全监测和信息化施工手段。针对不同的维护结构,设计了不同类型的监测断面,监测内容包括沉降与位移、基坑底部隆起、地下水位、支护桩内力、支撑轴力和水土压力等。结合施工工况分别对引道段、暗埋段、井后续段、盾构始发工作井及周边环境的监测数据进行了分析,表明基坑外侧降水可改善支护结构受力情况,但大面积降水对工程周边环境影响较大,基坑支护结构变形和内力与支撑设置及工况密切相关,反馈的意见实时指导了施工。研究成果可为今后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。更多还原 AbstractFilter('ChDivSummary','ChDivSummaryMore','ChDivSummaryReset');     

邻近管线的类矩形盾构隧道施工室内模型试验研究

关于盾构隧道施工引起管线变形和土层沉降的影响,相对于传统圆形盾构,类矩形盾构施工的研究较为少见,具有一定的新颖性。针对类矩形盾构隧道施工对邻近地下管线及土体沉降的影响,采用室内缩尺寸模型试验,考虑正常管线,非连续管线,非连续破损管线以及4种不同深度处的土体沉降的因素,分析砂土地层中,在管隧垂直工况下,类矩形盾构隧道开挖对地下管线变形及土体沉降的影响。试验结果表明:几种形式的地下管线沉降变形规律一致,均关于隧道轴线对称,呈"V"型分布;非连续管线最大沉降小于连续管线,管线两端在隧道宽度范围外的沉降大于连续管线;非连续管线弯矩变化趋势比连续管线缓和,最大正负弯矩值均小于连续管线;非连续破损管线在管线两侧负向弯矩变化较大;深层土体沉降符合高斯分布,土体最大沉降随土层埋深增加呈正比关系增大。     

异形盾构变异五杆机构切削椭圆轨迹及边界条件的研究

圆形断面隧道因其结构受力好、设备制造简单和推进轴线容易控制等优点,在地下隧道中占有主导地位.但当圆形断面隧道用作异形断面隧道功用时,却存在着隧道断面利用率低、浪费空间等弊端.为适应不同功用的隧道施工需要,可采用异形断面(如椭圆、矩形和拱形断面)隧道.选择变异五杆机构作为异形盾构切削机构,详细分析变异五杆切削机构切削椭圆轨迹的位置方程,得到变异五杆切削机构相应的各关节点位置和各杆方位角的数学模型,以及使刀盘工作点在最外面且使各关节点不与土体发生干涉的边界条件,并通过实例进行了说明.     

类矩形盾构隧道开挖引起邻近地下管线变形研究

盾构隧道开挖环境影响的既有成果针对圆形盾构隧道施工效应做了较多研究,但针对类矩形盾构隧道施工效应的研究还较少。基于类矩形盾构隧道开挖面收敛位移变形模式,首先采用镜像法,提出类矩形盾构隧道施工诱发周围土体自由场位移的分析方法;其次,基于Winkler地基模型,将土体自由位移场施加于地下管线结构,提出类矩形盾构隧道施工诱发邻近管线变形的简化计算方法。通过工程实例分析,将土体自由场变形与实测数据进行对比验证;同时,采用有限元数值模拟方法,将管线竖向变形计算结果与本文简化方法进行对比分析。此外,针对隧道矩形长边宽度、隧道和管线埋深、管线直径、管线弹性模量、土体压缩模量、土体损失间隙参数等关键参数进行了影响分析。研究结果表明,采用类矩形盾构开挖面整体下沉收敛模式,镜像法解答得到的土体自由场位移与实测值吻合较好;提出的简化方法计算邻近既有管线变形的理论计算值与数值模拟值吻合较好。通过参数分析,可知隧道矩形长边宽度、管线埋深和管线弹性模量为敏感性参数。随着盾构矩形长边宽度的增大,管线变形曲线槽宽度显著增大;随着管线埋深的增加,管线变形显著增大;随着管线弹性模量的增大,管线变形显著减小。     

大断面类矩形盾构隧道管片接头极限抗剪切承载力试验研究

类矩形盾构隧道具有断面利用率大、覆土浅、施工成本低等优点,在城市高密度区域具有广泛的应用前景。相较于广泛使用的圆形隧道,类矩形隧道由于自身成拱效应较差,隧道肩部接头结构易产生较大的剪切荷载,有必要对接头的剪切性能进行研究。文章以某大断面类矩形盾构隧道为原型,以混凝土管片接头为试验对象,采用足尺试验方法对其抗剪切性能进行研究,归纳宏观破坏现象,获得了剪轴比(接头剪力/轴力)-相对错台量关系等整体力学响应特性,得到了剪力-螺栓应变曲线和剪力-混凝土表面应变等局部力学响应特性,并引入数字照相分析技术(DIC)对接头结构的开裂破坏全过程进行记录,分析剪切裂缝的扩展规律,最后对结构的抗剪承载性能进行评价。基于试验数据总结了管片错台随剪轴比的"四阶段"变化规律:克服摩擦阶段(剪轴比小于0.4)、间隙闭合阶段(剪轴比为0.4～0.75)、抗剪强化阶段(剪轴比为0.75～2.76)、屈服破坏阶段(剪轴比大于2.76)。试验结果表明,剪切荷载作用下该断面形式的大断面类矩形盾构隧道接头抗剪切屈服剪轴比为2.76,具有较好的抗剪切承载性能。研究成果可以为类似类矩形盾构隧道工程提供理论支撑和技术参考。     

世界上最大断面类矩形盾构隧道成功贯通

正日前,世界最大断面的"阳明号"类矩形盾构机在浙江宁波轨道交通3号线出入段破土而出,标志着国内第一条城市轨道交通类矩形盾构隧道顺利贯通,这也是目前世界上最大断面的类矩形盾构隧道。据了解,"阳明号"类矩形盾构机重达720吨,总长约59米,形状接近长方形,与一般圆形盾构机前面只有一个大刀盘不同,"阳明号"头部切削装置由两个X型大刀盘和1个