盾构隧道管片衬砌的内力分析

结合上海市大连路越江隧道的工程特点，采用结构力学解析方法及多种计算模型进行了越江隧道盾构管片衬砌的内力计算，通过对衬砌内力的分析，为目前城市地铁区间盾构隧道管内衬砌内力计算探索出一条计算模式。     

盾构双隧道衬砌结构应力与变形的数值模拟

为分析盾构双隧道施工周围土体及衬砌结构管片应力和变形规律,结合大连地铁2号线202标段盾构施工工程实例,运用ADINA软件对盾构施工过程进行动态模拟,建立了盾构隧道-混凝土衬砌结构-注浆土体-原状土体三维非线性有限元计算模型,综合考虑了上部土体的岩性分层,隧道施工间的相互影响,衬砌、注浆土体和原状土体之间共同作用,盾构施工、土体注浆及衬砌支护的动态过程。通过数值分析,研究盾构双隧道施工周围土体及衬砌管片应力和变形规律,为隧道盾构施工、衬砌管片设计与控制地表沉降提供施工建议。     

有压隧洞衬砌支护与围岩相互作用的承载分析

通过建立围岩、衬砌联合作用有限元计算模型,对深圳供水网络丰树山隧洞-围岩相互作用问题进行了研究,得到隧洞位移和应力分布规律。通过施工开挖仿真模拟,其结果为合理选择初衬时间提供理论依据,通过结构承载模拟,计算的内力为隧洞衬砌配筋设计、初期喷锚支护参数的选择提供前提条件,其结论对地下工程设计都具有参考意义。     

琼州海峡海底隧道混凝土管片内力分布特征数值模拟

在盾构隧道混凝土管片的设计中,管片截面内力的计算是重要的一环。为了研究水土合算和水土分算模型对管片截面内力的影响,以琼州海峡海底隧道为研究背景,利用ANSYS软件建立了管片的等刚度圆环模型、铰接模型和梁-弹簧模型,并通过水土合算和水土分算两种方法计算研究了管片的内力特征。研究表明,两种计算方法的弯矩差异很大,轴力差异较小,水土合算的最大弯矩比水土分算大2.2～2.9倍,轴力比水土分算大11%～16%。数值模拟了水土分算模型下覆水深度对混凝土管片内力的影响,研究表明当覆水深度从40 m增加到120 m时,混凝土管片的最大弯矩增加了4.0%,最大轴力增加了51.4%,管片的轴力相对于弯矩受水压影响较大。     

盾构施工姿态控制和管片选型

系统地介绍了盾构施工中姿态控制和管片选型的计算方式和相互关系，对管片拼装和隧道衬砌成型质量有一定的指导意义。     

盾构法隧道管片设计与拼装技术

盾构法隧道采用管片衬砌作为永久支护结构,其质量直接影响隧道的使用功能,故管片结构设计是盾构隧道工程质量控制的重要环节之一.通过对上海大型越江盾构隧道的管片设计关键点进行回顾,对管片的构造设计和结构分析现状进行总结.同时以翔殷路隧道为背景,分析大直径隧道管片错缝拼装技术,对管片错缝拼装过程中的质量控制要点进行总结.     

盾构隧道衬砌结构形式和内力计算方法分析

随着城市的快速发展，城市人口增长对城市交通的压力急剧增大，世界各国都在通过修建各种城市隧道来缓解这一矛盾。盾构法是城市隧道工程的最主要施工方法。在盾构法施工设计中，衬砌管片结构的合理设计直接关系到隧道支护的安全性、耐久性和工程成本，为此，本文将对衬砌结构的内力常用计算方法进行分析。     

盾构管片上浮量理论计算模型及上浮控制措施研究

盾构管片上浮会导致管片错台、破损,降低隧道的整体结构强度、防水性能及使用寿命.在建立管片受力模型的基础上,通过分析管片的受力状态建立了管片上浮的理论计算模型.以北京地铁新机场线3号风井至草桥站盾构区间为背景,对该区间管片异常上浮的原因进行了分析,通过改良同步注浆浆液性能有效地控制了管片的上浮量,并对改进前后的浆液特性进...     

厄瓜多尔CCS水电站TBM引水隧洞左右通用型管片的设计与实践

输水隧洞工程利用TBM掘进管片衬砌,可大大提高施工进度,提前产生效益,从而节约投资,管片的选型与设计对于工程成败至关重要,有必要对其进行深入分析研究。结合厄瓜多尔Coca-Codo Sinclair水电站TBM输水隧洞设计工程实例,对管片的型式选择及细部设计进行深入分析与探讨,实践证明:左右通用型管片方便转弯与纠偏,可提高管片的安装质量与TBM的掘进速度。     

基于Timoshenko梁的盾构上跨对既有隧道纵向变形影响研究

采用修正的Loganathan理论研究了盾构上跨过程中土体损失引起的既有隧道纵向位移,考虑剪切变形的Timoshenko梁理论分析隧道内力变化及管片间错台量,基于弹性力学理论中的剪切效应建立了隧道纵向变形微分方程并求解,研究了隧道剪切刚度、土体损失率对隧道弯矩、剪力、管片间错台量变化规律。将计算结果与已发表监测数据对比,分析了Timoshenko梁发生弯曲变形后梁横截面不再与中性轴垂直,与不考虑剪切变形的Euler-Bernoulli梁的差异。研究表明:考虑剪切变形的理论解能准确预测隧道纵向变形,能矫正不考虑剪切变形条件下弯矩、剪力内力值过大以及无法计算管片错台量的缺陷。研究为预测盾构近距离上跨对既有隧道影响分析提供一种有效方法。     

山西省万家寨引黄工程总干线6～7号洞N_2土层地段压力注浆锚杆试验与施工

引黄工程总干线全长 2 1 6km ,隧洞采用TBM全断面掘进、混凝土管片衬砌的施工方式。经过Q2 、Q3及N2 红粘土地层的隧洞 ,采用压力注浆锚杆技术 ,通过压力注浆和系统锚杆的挤压粘结作用 ,加固洞周以外一定范围内的土体 ,提高其自身弹性抗力并改善防渗性能 ,形成一定的连续承载圈 ;同时 ,锚杆体作为支撑 ,和拉杆与 4块管片镶嵌的结构结合形成共同作用体 ,增加了衬砌管片之间的钢性连接设施 ,确保通水后土层的变形不会直接威胁管片的稳定     

地应力释放率对盾构隧道管片内力影响的模拟分析

考虑盾构隧道施工中产生的地应力释放,采用有限元法模拟了不同地质条件下的盾构隧道管片的内力分布。将有限元模拟的盾构隧道施工引起的地表沉降值与现场观测值的对比,确定了某地铁隧道施工引起的地应力释放率。有限元模拟分析结果表明,地表的最大沉降近似与地应力释放率成正比,并建立了两者之间的映射关系。研究表明,与不考虑地应力释放率相对比,实际的管片最大弯矩、最大轴力和最大剪力分别下降了48%,62%和49%。考虑盾构施工引起地应力释放所得到的管片内力会更加接近实际的情况。     

城市地铁盾构法区间隧道的设计

广州地铁二号线越秀公园一三元里区间盾构隧道已于2002年建成并投入试运营。阐述了该隧道的设计概况，主要内容包括：盾构隧道的线路拟合，衬砌环的构造形式，管片的结构设计和结构防水。总结了广州盾构隧道设计中的成功经验，并对当前盾构隧道设计中有关问题提出了建议。     

地层损失率对盾构隧道管片内力特性影响分析

考虑盾构隧道施工中产生的地层损失,采用有限元法模拟了不同地层损失率条件下的盾构隧道管片的内力分布。将有限元模拟的盾构隧道施工引起的地表沉降与现场观测值的对比,确定了某地铁隧道施工引起的地层损失率。有限元模拟分析结果表明,地表的最大沉降近似与地层损失率成正比。根据有限元模拟分析结果,建立了隧道管片最大弯矩、最大轴力和最大剪力与地层损失率的映射关系。与不考虑地层损失率相对比,实际的管片最大弯矩、最大轴力和最大剪力分别下降了22%,22%和75%。不考虑地层损失率计算得到的管片内力进行管片配筋设计是过分保守的,忽略了地层损失引起的地应力释放,同时在经济也是不尽合理的。     

盾构隧道掘进过程中同步注浆技术的应用

根据广州地铁二号线(越—三)盾构区间盾构隧道管片衬砌背后注浆施工情况,重点介绍了盾构施工过程中同步注浆技术的设计与施工。     

盾构隧道衬砌荷载取值反演分析

以某盾构隧道为例,以现场量测的数据为基础,通过反演模型推算出盾构隧道衬砌计算荷载取值。在此基础上提出了利用反分析方法解决隧道衬砌荷载取值问题的思路,论证了隧道支护结构荷载计算理论的适用性,可供同类隧道荷载计算时参考。     

衡阳市湘江盾构隧道管片结构受力分析

以衡阳市二环路合江套湘江盾构隧道工程为研究背景,对管片衬砌变形测量的监测方案进行了阐述,应用ANSYS有限元软件对隧道管片进行建模分析,通过不同的注浆压力对隧道管片的力学特性及管片的衬砌变形进行研究,分析结果表明:随着注浆压力的增加,管片的第一主应力、第三主应力、剪切应力也增大,但都没有超过C50混凝土的最大极限值,管片的竖向变形和水平变形都是先减小再增大,但都不是很明显.通过现场实测数据与数值模拟分析所得结果进行对比,模拟值与实测值的最大竖向位移相差0.22 mm,最大水平位移值相差0.47 mm,这说明模拟值与实测值比较接近.     

引水隧洞衬砌设计的数值模拟分析

针对目前引水隧洞衬砌设计中,传统计算方法无法充分反应围岩松动圈对计算结果影响的的情况,提出了利用三维有限元计算模型对实际工程进行模拟,真实重现现场实际,在此基础上对结构进行分析,提出衬砌结构设计方案,为设计和施工起到指导作用.     

越江盾构隧道施工工序对上浮变形的影响研究

在高水压、浅覆土的地层中,盾构隧道往往会出现管片上浮的问题.本文以沅江某越江盾构隧道为研究对象,采用FLAC3D流固耦合计算方法研究盾构隧道同步施工、异步施工、先后施工3种开挖工序对隧道上浮的影响.研究表明:不同施工工序条件下,盾构隧道整体上浮变形表现为在始发端变形较小,随盾构推进,隧道上浮量逐渐增大,管片结构变形均表...     

盾构通用管片拟合排版技术应用

通用管片是一种较先进的隧道衬砌形式,代表着国内盾构隧道形式发展的主流方向。以上海市仙霞西路下穿机场隧道大型通用管片的应用为例,介绍了通用管片的特点,拟合排版各参数信息以及具体实现的过程。