【博士】盾構(gòu)隧道近距離共同作用機(jī)理及施工技術(shù)研究【2007】

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　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院　　學(xué)位年度： 2007年　　盾構(gòu)近距離施工對(duì)已建隧道影響的預(yù)測(cè)及控制問題，與常規(guī)盾構(gòu)施工比較更為復(fù)雜、施工難度更大。本文結(jié)合上海軌道交通4號(hào)線浦電路站至張揚(yáng)路站區(qū)間隧道穿越軌道交通2號(hào)線工程，軌道交通9號(hào)線九亭站至七寶站區(qū)間西出入場(chǎng)線穿越正線隧道工程，采用解析分析、彈性及彈塑性數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的方法對(duì)盾構(gòu)近距離施工共同作用的機(jī)理、時(shí)間及空間效應(yīng)進(jìn)行了討論，分析計(jì)算了盾構(gòu)近距離施工引起的地層與隧道位移變化規(guī)律，經(jīng)計(jì)算比較確定了己建隧道位移的主要影響參數(shù)及各參數(shù)敏感性?！　≡诖搜芯炕A(chǔ)上，結(jié)合兩個(gè)盾構(gòu)近距離穿越工程實(shí)踐，提出了控制減少盾構(gòu)近距離施工擾動(dòng)的技術(shù)措施，如：區(qū)域分控掘進(jìn)法，優(yōu)化控制交疊區(qū)施工敏感參數(shù)，電子水平尺監(jiān)測(cè)信息反饋施工，超前對(duì)已有隧道剛度加強(qiáng)及地層加固等，從而確保盾構(gòu)近距離順利掘進(jìn)及既有隧道的正常使用。研究成果對(duì)同類盾構(gòu)隧道工程及深層密集地下空間開發(fā)利用具有重要參考價(jià)值及實(shí)際意義?！　”疚闹饕芯砍晒ǎ骸　?．剖析了“盾一土一隧”三者在近距離施工過程中相互影響與共同作用的模式，提出了以上、下方位關(guān)系，盾構(gòu)與隧道間距、夾角為主要參數(shù)的空間效應(yīng)概念，對(duì)盾構(gòu)施工臨近度的劃分進(jìn)行了修正，提出了以盾構(gòu)施工各階段為基礎(chǔ)的時(shí)間效應(yīng)的概念；　　2． 列舉了盾構(gòu)近距離施工過程中的主要影響參數(shù)，建立了考慮已建隧道影響的盾構(gòu)工作面設(shè)定壓力計(jì)算公式，修正完善了盾構(gòu)側(cè)壁摩阻力計(jì)算公式，探討了盾構(gòu)糾偏及曲線掘進(jìn)引起的土體損失計(jì)算方法?！　?． 將Mindlin解與Bobet方法共同用于盾構(gòu)施工擾動(dòng)位移場(chǎng)分析，討論了空間參數(shù)對(duì)盾構(gòu)近距離施工的影響?！　?． 對(duì)比計(jì)算了側(cè)壁摩阻力、正面壓力、糾偏荷載對(duì)已建隧道的影響形式及量值，分析了盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)側(cè)壁摩阻力引起的塑性圈范圍，對(duì)主要工況下盾構(gòu)施工引起的上覆隧道變形進(jìn)行了計(jì)算?！　?． 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段推進(jìn)及實(shí)際穿、跨越施工，對(duì)主要施工參數(shù)的敏感性進(jìn)行了分析，得出盾構(gòu)頭部影響、側(cè)壁影響及盾尾后續(xù)影響對(duì)已建隧道變形的影響比例。　　6． 總結(jié)出了區(qū)域分控掘進(jìn)法，電子水平尺監(jiān)測(cè)信息返饋施工，超前已有隧道剛度加強(qiáng)及地層加固等控制盾構(gòu)施工對(duì)已建隧道的擾動(dòng)技術(shù)對(duì)策。只要根據(jù)工程實(shí)際，對(duì)上述技術(shù)對(duì)策優(yōu)化比選精心施工，可以實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)近距離經(jīng)濟(jì)安全快速施工的目標(biāo)。　　

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