高壓富水地層盾構隧道聯(lián)絡通道凍結法施工時隧道結構的支護方式研究.pdf

1、本文以武漢長江公路隧道聯(lián)絡通道工程凍結法施工為背景，分別采用二維理論計算和三維數(shù)值模擬分析方法對高壓富水地層聯(lián)絡通道凍結法施工時盾構隧道管片結構的支護方式進行了研究，目的是得出地層水土荷載和凍脹力作用下隧道管片結構的支撐力計算公式，從而更有效地對盾構隧道管片結構在聯(lián)絡通道凍結法開挖時進行支護。本文首先以盾構管片設計的修正慣用法計算理論為基礎推導出凍結法施工時管片結構支撐力的簡化計算公式，然后利用三維數(shù)值模擬計算的結果對二維理論分析得出的

2、支撐力計算公式進行修正，最后得出修正的支撐管片結構的支撐反力計算公式。本文的主要研究內容如下： 1.回顧了盾構隧道管片設計的主要方法和相關理論，總結了管片內力的分析方法，如慣用計算法、修正慣用法、多鉸環(huán)法和梁-彈簧模型計算法等，最后利用力法原理推導并驗證了地層水土荷載作用下的管片內力計算公式。 2.二維理論計算時將襯砌管片開口段簡化為開口圓環(huán)，推導出在地層水土荷載和凍脹力作用下能夠考慮開口管片橫截面上剪切作用的管片結構支

3、撐力計算公式。 3.對盾構隧道聯(lián)絡通道凍結法施工過程進行了三維數(shù)值模擬分析，得出了凍結法施工對隧道管片結構的影響和管片結構內支撐的支護作用。 4.對開口襯砌管片橫截面上剪力的大小、分布和支撐力的影響因素進行了分析研究，得出了修正的支撐力計算公式。 通過以上這些研究工作，得到以下主要的結論： 1.凍脹力對隧道管片結構的內力和變形有一定的影響，支撐力的大小與凍脹力和襯砌管片是否開口有關，凍脹力與支撐力近似滿足