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盾构通过矿山法隧道复合支护的管片内力解析解及应用蔓堂苎璺苎盟兰翘眉张常光张庆贺引言赵均海现代隧道技术段诖┰舰幔械确缁和⑨捶缁抗压强度最高达盾构通过矿山法隧道复合支护的管片内力解析解及应用长安大学建筑工程学院,西安;么笱У叵陆ㄖ滔担虾随着城市地下空间开发的不断深入,盾构法施工技术在城市地铁及穿越江、河、湖、海等地下工程建设中得到了广泛的应用。受机械设备或工艺等限制,盾构通过软硬互层段、孤石段、微风化高硬度岩石段或遇到建筑物桩基障碍物时,土压平衡及泥水平衡盾构机的***不能有效切削坚硬的岩石及钢筋混凝土,施工较为困难。一座区间隧道,如果中间深埋段遇到坚硬的未风化或微风化岩层,两端浅埋段为强风化的破碎岩层或残积土层,常采用“矿山法盾构法”两种工法相结合进行施工,,具有更高的经济效益和社会影响深圳地铁畔咄两甓ǜ勐氛疽徽猩东路站区间就遇到类似地层【,区问隧道中间段左线⒂蚁骄。拟采用“矿山法芄狗ā备春瞎しㄊ┕ぃ先在区间隧道中部施作一个工作竖井,在上述范围内用矿山法构筑初期支护隧道:然后从东港路站向招商东路站进行盾构法施工,穿越已有矿山法隧道,以管片作为二次支护,并向管片壁后压注背填材料,从而形成复合支护隧道在浅埋隧道地层中,围岩侧压力系数不等于复合支护受两向不等地应力作用。【,对两向不等地应力作用则难以获得塑性解析解旧。复合工法中初期支护矿山法隧道施工完成一段时间后,才能进行盾构空推、管片拼装作业,并同步施作背填层,因此应考虑围岩地应力部分释放对管片内力的影响,以文章编号:———摘要文章针对“矿山法芄狗ā笔┕ば纬傻母春现Щぬ逑担岢隽四P头治龅幕炯俣ǎǔ跏嫉赜αΨ解为静水应力作用和拉压偏应力作用,并通过围岩应力释放系数反映支护时机和开挖面空间效应,利用弹性力学理论推导出了两向不等地应力条件下管片弯矩和轴力的弹性解析解:进而结合深圳地铁某区间隧道的工程实践得出了围岩应力释放系数、侧压力系数、背填层厚度和背填层弹性模量等参数的影响特性,为此新型工法的推广及复合支护的管片设计提供了理论支持。关键词复合支护管片内力解析解影响因数中图分类号:.:文献标识码:.图翱笊椒盾构法”工法布置示意;长安大学中央高校基本科研业务费专项基金项目;:张常光,男,博士,副教授,主要从事非饱和土与地下痰妊芯浚珽—:畂.””修改稿返回日期:——基金项目:国家自然科学基金项目;中国博士后科学基金项目、桓叩妊2┦
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酊;。ⅰ#琎孚脒芸宾荆,,一睦/’\卜、皿塑敷皿塑里宴坚扑慵俣ḿ凹蛲示。图蟹。⒎》直鹞>菜α饔孟鹿芷与叶。、盯::与一/直鹞@蛊α。作用下管片现代隧道技术和N9芷牡阅A亢筒此杀龋籧、%和佃分别‘,』\。‘盾构通过矿山法隧道复合支护的管片内力解析解及应用反映支护施作时机【涂M诿娴目占湫вΑM保有软土盾构管片设计主要采用查表的荷载结构法浚不能合理反映此复合支护管片的实际受荷情况,且设计过于保守。。文献将盾构法注浆层或施工扰动层看作位于管片和地层之间的夹层,对两向不等地应力条件下的类似复合支护进行了弹性解析和数值模拟。本文将针对“矿山法芄狗ā毙纬傻母春现Щ体系,提出模型分析的基本假定,;通过深圳地铁畔叨ǜ勐氛疽徽猩潭氛厩渌淼赖挠用实践,得出各参数的影响特性,为此类隧道管片设计提供理论支持和设计指导。磺置E绯跗谥Щず臀а抑涞牟钜欤正常使用阶段管片与背填层之间、背填层与围岩之间均粘结良好,无滑移。陈袼淼浪Φ奈а仪慷雀撸湫涡。τ完全弹性变形阶段;混凝土管片和背填层也处于弹性变形阶段,力和位移的叠加原理均适用。P痛τ谄矫嬗Ρ渥刺芷矸炱醋埃看作均质薄壁圆柱壳,不考虑管片接头的影响;。基于上述假定,复合支护体系的计算简图如图荆谑虻赜αω牒退降赜α?吹墓餐用下,地应力通过围岩传递给背填层,最终在管片内产生弯矩和轴力。图中!:和风分别为隧道内半径、外半径和初期支护内半径,故管片厚度N阂、背填层厚度何籖;#9芷市拇Φ乃道半径,即!,/籈、Nа业牡阅A亢泊松比,和地为背填层的弹性模量和泊松比,为径向应力、环向应力和切应力,蚻,分别为径向位移和环向位移。设围岩侧压力系数为#蛩降赜α。