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小半径大纵坡条件下盾构法施工管片受力及拼装技术研究
| 论文题名： | 小半径大纵坡条件下盾构法施工管片受力及拼装技术研究 |
| 关键词： | 隧道工程;盾构施工;管片拼装;受力分析 |
| 摘要： | 为了适应城市人口的快速增长，重庆市规划了规模庞大的地铁网络，盾构法在地铁施工中得到了大量应用。由于规划需要以及地形条件的限制，在某些地段不可避免要采用纵坡或者小半径曲线隧道，这为盾构推进、管片拼装带来了困难，曲线段管片受力特性尚不明确。本文以重庆市轨道交通环线某区段为依托项目，对小半径、纵坡条件下管片整体及接头的受力变形特性、盾构施工轴线控制技术、管片拼装技术进行了探讨。 本研究主要内容包括：⑴小半径曲线段管片受力分析：管片内力值及位移值与曲线半径并非呈简单的线性变化，随着曲线半径的减小，其内力值（弯矩、轴力、剪力）及管片位移值显著增大；小曲线半径条件下，管片外凸侧（曲线外侧）会出现一定的拉应力，说明在曲线地段，管片外侧是受力相对薄弱部位，设计时应予以加强；随着曲线半径的减小，管片接缝张开量逐渐增大。当曲线半径为50m时，管片内弧面张开量达到1.04mm，管片承受外弧面张开量达到1.59mm，防水能力大大降低。⑵纵坡地段地层扰动及开挖面稳定性分析：在不同纵坡值条件下，土体水平、竖向方向变形规律大体相似，但土体水平位移较小，竖向位移较大，尤其以隧道中心处竖向位移最大，且随隧道纵坡值增大而增大。；开挖面土体压应力随纵坡坡度增大而减小，容易失稳，在盾构施工时应该加大开挖面的支护力;开挖面土体压应力随埋深的增加而增大，开挖面稳定性相对较高。与坡度值的变化相比，埋深对开挖面应力大小影响要明显得多。⑶管片接头受力特性分析。接头抗弯刚度的变化实际上是多种因素的耦合结果，同时受荷载和接缝构造形式的影响。相对而言，抗弯刚度受轴力、弯矩、螺栓高度的影响更为明显。弯矩的增加降低了抗弯刚度，轴力的增加提高了抗弯刚度，而螺栓高度的影响主要体现在接头抵抗正负弯矩能力的变化。⑷小半径盾构隧道管片拼装质量控制。在小半径地段，通过合理控制仿形刀超挖量及铰接角，减小管片轴线偏差;管片受侧向分力的作用，为防止管片侧向变形过大，宜采用早期强度较高的注浆材料，并合理设置预偏值;为防止上浮力引起管片纵向错台，宜采用早期强度较高的注浆材料，并适当增加纵向螺栓预紧力;为防止曲线外侧接缝发生渗漏水，应提高管片制作和拼装精度，并加大传力垫层厚度以及弹性密封圈体积。 |
| 作者： | 胡小强 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 梁波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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