海底隧道盾構(gòu)對接地層穩(wěn)定與施工過程管片力學(xué)特性研究.pdf

1、盾構(gòu)法作為隧道施工的一種主要的施工方法之一已經(jīng)在我國得到了廣泛的應(yīng)用,然而盾構(gòu)作為一種比較新的方法,在設(shè)計(jì)和施工上都有著很多問題需要解決。第一個(gè)問題是,盾構(gòu)對接在長大隧道中有它的天然優(yōu)勢,但是相應(yīng)的技術(shù)難度也比較大。廣州獅子洋海底盾構(gòu)隧道在國內(nèi)首次采用了盾構(gòu)對接方法。盾構(gòu)對接的時(shí)候圍巖是否穩(wěn)定?選擇什么樣的對接方法最科學(xué)?本文以廣州獅子洋海底盾構(gòu)隧道為工程背景,以離心實(shí)驗(yàn)為主要研究手段,同時(shí)結(jié)合數(shù)值模擬分析對這個(gè)問題也進(jìn)行了探討,并得出

2、了一些有意義的結(jié)論。
　　 第二個(gè)問題就是:盾構(gòu)工程中,襯砌管片的投資一般占工程投資的30～40％,是影響施工經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)安全性的重要因素。然而在同等條件下,我國的盾構(gòu)管片比國外要厚很多,鋼筋也用得多了很多。我國的盾構(gòu)管片的設(shè)計(jì)是不是過于保守?能否在科學(xué)分析的基礎(chǔ)上把造價(jià)進(jìn)一步降低?本文通過現(xiàn)場試驗(yàn)和數(shù)值分析,力求探討出盾構(gòu)管片的真實(shí)受力情況,為盾構(gòu)管片的設(shè)計(jì)提供科學(xué)指導(dǎo)。本文的主要研究成果如下:
　　 (1)研究離心試

3、驗(yàn)的理論,確定了本離心試驗(yàn)的離心加速度,并完成了圍巖相似材料、隧道結(jié)構(gòu)相似材料的配制、模型的制作以及相關(guān)機(jī)械設(shè)備的制作。
　　 (2)利用中國水利水電科學(xué)研究院的離心機(jī),進(jìn)行了盾構(gòu)對接掌子面的離心試驗(yàn),重點(diǎn)研究了盾構(gòu)對接時(shí)掌子面的穩(wěn)定性和受力情況。得到盾構(gòu)對接時(shí)圍巖穩(wěn)定的幾點(diǎn)有意義的結(jié)論。
　　 (3)對盾構(gòu)管片開展了大量實(shí)測工作,得到盾構(gòu)管片,螺栓實(shí)際受力情況。
　　 (4)結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù),采用梁接頭不連續(xù)模型,